Metalliseringsprocesser för olika keramiska material
Metallmaterial har god plasticitet, duktilitet, ledningsförmåga och värmeledningsförmåga, medankeramiska materialhar hög temperaturbeständighet, slitstyrka, korrosionsbeständighet, hög hårdhet och hög isolering, och de har var och en sitt breda användningsområde. Keramisk metallisering, som uppfanns av de amerikanska kemisterna Charles W. Wood och Albert D. Wilson i början av 1900-talet, kombinerar de två materialen för att uppnå kompletterande prestanda. De började forska om metoder för att applicera metallbeläggningar på keramiska ytor 1903 och fick patent på tekniken 1905. Denna teknik användes sedan flitigt i industriell produktion för att tillverka keramiska produkter med metalliskt utseende och egenskaper, såsom värmebeständig keramik och elektroniska produkter enheter.
Keramisk metallisering avser att ordentligt fästa ett tunt lager av metallfilm på den keramiska ytan för att uppnå svetsning mellan keramik och metall. Det finns olika keramiska metalliseringsprocesser, inklusive molybden-mangan-metoden, guldpläteringsmetod, kopparpläteringsmetod, tennpläteringsmetod, nickelpläteringsmetod och LAP-metod (laserassisterad plätering). Vanlig metalliserad keramik inkluderar berylliumoxidkeramik,aluminiumoxid keramik,aluminiumnitrid keramik, ochkiselnitridkeramik.Eftersom ytstrukturen hos olika keramiska material är olika, är olika metalliseringsprocesser lämpliga för metallisering av olika keramiska material.
1.BeO Keramik
Den mest använda metalliseringsmetoden för BeO-keramik är molybden-manganmetoden. Denna metod går ut på att belägga en keramisk yta med en pastablandning av rena metallpulver (Mo, Mn) och en metalloxid och sedan värma upp den vid hög temperatur i en ugn för att bilda ett metallskikt. Att lägga till 10% till 25% Mn till Mo-pulver är för att förbättra bindningen mellan metallbeläggningen och keramen.
Den huvudsakliga metalliseringsmetoden för Al2O3-keramik ärDirect Bonded Copper Method (DBC), som möjliggör direkt koppling mellan kopparfolie och Al2O3-keramik utan behov av ytterligare material. Processen går ut på att täcka ytan av Al2O3-keramen med behandlad kopparfolie, införa en inert gas med en viss syrehalt och sedan värma upp den. Under denna process oxideras kopparytan, och när temperaturen når det eutektiska vätskefasintervallet, producerar Al2O3-keramen och kopparn en eutektisk vätskefas som väter båda materialen och fullbordar den initiala anslutningen. Under kylning fäller den eutektiska vätskefasen ut Cu och Cu2O, som finns vid gränsytan för att uppnå en tät anslutning.
För närvarande är de huvudsakliga metoderna som används för AlN-keramik DBC och Active Metal Brazing (AMB).
Den direkta kopparpläteringsmetoden för AlN-keramik liknar den för Al2O3-keramik men med vissa skillnader. Detta beror på att AlN är en icke-oxidkeram och den eutektiska vätskefasen sprider sig dåligt på dess yta, vilket gör direkt bindning omöjlig. Därför måste den föroxideras vid cirka 1200℃och ett oxidskikt av ca 1-2mm kommer att genereras på ytan av AlN-keramen efter oxidation. Den föroxiderade AlN-keramiken och kopparn kopplas sedan samman i temperaturområdet där den eutektiska vätskefasen finns för att slutföra beredningen av den AlN-belagda kopparskivan.
En annan vanlig metod är AMB, som förbinder AlN-keramen och kopparfolien med aktiva metalllödningsmaterial, där Ag-Cu-Ti-systemet är det vanligaste. Ti i hårdlödningsfyllnadsmaterialet är en aktiv metall, som står för ca 1-5% av massandelen, medan Cu står för ca 28% och Ag står för ca 67-71%. Problemet med att koppla ihop AlN-keramik och kopparfolie genom aktiv metalllödning är att mycket intern spänning finns kvar i den formade strukturen, vilket kan leda till tillförlitlighetsproblem i praktiska tillämpningar. I designprocessen för lödningsfyllmedelsmaterialsammansättningen behöver därför, förutom Ag-, Cu- och Ti-metallpartiklar, vissa fyllmedel som kan minska termisk obalans tillsättas. För närvarande inkluderar de vanligaste fyllmedlen huvudsakligen SiC, Mo, TiN, Si3N4 och Al2O3.
Si3N4-keramik är vanligtvis kopplad till koppar med hjälp av Active Metal Brazing (AMB). Anledningen till att direkt kopparbeläggning inte kan användas för ytmetallisering avSi3N4 keramikär att ett oxidskikt inte kan genereras direkt på ytan av Si3N4-keramik. I likhet med AlN, är Si3N4 också en nitrid, som kan reagera kemiskt med vissa aktiva metaller (Ti, Cr, V) för att generera kontinuerliga nitrider i gränsskiktet, vilket förverkligar kopplingen mellan Si3N4-keramik och metalllödningsmaterial. Det vanligaste metalllödningsmaterialet är Ag-Cu-Ti-systemet, men vätskefaslinjen för dessa hårdlödningsmaterial är under 1200 K och deras oxidationsbeständighet är dålig. Användningstemperaturen efter hårdlödning bör inte vara högre än 755 K.
XIAMEN MASCERA TECHNOLOGY CO., LTD. är en ansedd och pålitlig leverantör specialiserad på tillverkning och försäljning av tekniska keramiska delar. Vi tillhandahåller skräddarsydd produktion och högprecisionsbearbetning för en bred serie av högpresterande keramiska material inklusive aluminiumoxid keramik, zirkonium keramik, kiselnitrid, kiselkarbid, bornitrid, aluminiumnitrid och bearbetbar glaskeramik. För närvarande kan våra keramiska delar hittas i många industrier som mekanisk, kemisk, medicinsk, halvledare, fordon, elektronik, metallurgi etc. Vårt uppdrag är att tillhandahålla keramiska delar av bästa kvalitet för globala användare och det är ett stort nöje att se vår keramik delar fungerar effektivt i kundernas specifika applikationer. Vi kan samarbeta om både prototyp och massproduktion, välkommen att kontakta oss om du har önskemål.
