[發(fā)明專利]一種微波聚焦法陶瓷焊接裝置、方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210370396.3
• 申請(qǐng)日: 2022-04-09
• 公開（公告）號(hào): CN114736029A
• 公開（公告）日: 2022-07-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張德才;洪靖為;黃影
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海財(cái)盈半導(dǎo)體股份有限公司
• 主分類號(hào): C04B37/00
• 分類號(hào): C04B37/00
• 代理公司: 北京盛凡佳華專利代理事務(wù)所(普通合伙) 11947
• 代理人: 張歡

本發(fā)明公開了一種微波聚焦法陶瓷焊接裝置、方法，涉及微波陶瓷焊接技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明包括單模諧振腔、蓋板、可調(diào)活塞結(jié)構(gòu)；單模諧振腔一側(cè)部設(shè)置有微波功率輸入口，相對(duì)于微波功率輸入口方向的側(cè)面為能夠?qū)⑽⒉ǚ瓷浜缶劢褂谝稽c(diǎn)的凹面形的金屬反射面；單模諧振腔另兩相對(duì)側(cè)部對(duì)稱安裝有能夠?qū)文ＶC振腔內(nèi)待微波焊接陶瓷進(jìn)行加壓的加壓機(jī)構(gòu)，單模諧振腔的側(cè)部開設(shè)有抽真空口。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于控制、電場(chǎng)和溫度分布較為均勻，運(yùn)行穩(wěn)定，能夠改善微波場(chǎng)分布不均勻產(chǎn)生應(yīng)力的問題，采用橢球曲面的聚焦反射面對(duì)微波波束進(jìn)行反射聚焦，克服了傳統(tǒng)非聚焦裝置對(duì)微波源功率的需求高及造價(jià)成本高等不足，提高材料的焊接尺寸，增加焊接材料的種類。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于微波陶瓷焊接技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種微波聚焦法陶瓷焊接裝置以及利用一種微波聚焦法陶瓷焊接方法。

背景技術(shù)

利用微波在高溫下焊接陶瓷是今年來發(fā)展迅速的一種新技術(shù)，該焊接技術(shù)具有極高的使用價(jià)值及廣闊的發(fā)展前景；陶瓷材料本身具有良好的耐熱性和抗腐蝕能力，使其在高溫環(huán)境中作為結(jié)構(gòu)材料逐漸取代金屬材料，該焊接技術(shù)還廣泛應(yīng)用于工業(yè)科技領(lǐng)域，例如航天、電子信息、化工業(yè)以及海洋鉆探等方面，因其優(yōu)良的特性，微波陶瓷焊接技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域中擔(dān)任著越來越重要的作用。

微波焊接是利用微波在材料中的介質(zhì)損耗使陶瓷加熱，產(chǎn)生極化和損耗，在一定的壓力下完成焊接，由于微波焊接加熱具有體積加熱效應(yīng)，加熱速度快、加熱均勻性好及選擇性加熱等優(yōu)點(diǎn)，因此該焊接技術(shù)具有升溫速度快、焊接強(qiáng)度高、能耗低的優(yōu)點(diǎn)。由于升溫速度快，陶瓷內(nèi)部的晶粒不會(huì)過分變大，晶界相元素的分布也更加均勻，因此焊接部分可以均勻連接，從而保證材料的優(yōu)良性能。

陶瓷焊接過程中均勻性加熱這一環(huán)節(jié)作為重要和關(guān)鍵，是保證大尺寸陶瓷件和復(fù)雜形狀陶瓷件均勻燒結(jié)的重要前提，加熱均勻性的良好是焊接強(qiáng)度的保證，非均勻加熱現(xiàn)象存在于微波加熱燒結(jié)過程中，嚴(yán)重時(shí)，會(huì)產(chǎn)生極大的殘余應(yīng)力，從而導(dǎo)致陶瓷件的開裂。主要原因可分為以下幾類：(1)微波場(chǎng)分布不均勻，近似均勻區(qū)域也極小，導(dǎo)致內(nèi)部存在一定的應(yīng)力影響焊接強(qiáng)度；(2)微波特有的加熱現(xiàn)象，如熱點(diǎn)、熱失控、選擇加熱；(3)焊接材料自身存在的問題，如熱導(dǎo)率低、尺寸過大、熱膨脹系數(shù)大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜等；(4)焊接材料的焊接尺寸問題，目前微波焊接腔體的微波場(chǎng)的均勻區(qū)域不大；焊接強(qiáng)度有待提高，對(duì)焊料的選取，節(jié)點(diǎn)損耗及與基質(zhì)材料的匹配性有待提高；焊接材料的焊接尺寸問題，目前微波焊接腔體的微波場(chǎng)的均勻區(qū)域不大；焊接強(qiáng)度有待提高，對(duì)焊料的選擇區(qū)，節(jié)點(diǎn)損耗以及基質(zhì)材料的匹配性有待提高，焊接材料的種類有待豐富，目前所采用的焊接材料一般為結(jié)構(gòu)陶瓷，用途較為單一。因此，針對(duì)以上問題，提供一種微波聚焦法陶瓷焊接裝置、方法具有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種微波聚焦法陶瓷焊接裝置、方法，解決了以上問題。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

本發(fā)明的一種微波聚焦法陶瓷焊接裝置，包括頂部為開口的盒狀的單模諧振腔、活動(dòng)安裝于單模諧振腔上部且能夠?qū)崿F(xiàn)氣密封的蓋板；

所述單模諧振腔一側(cè)部設(shè)置有微波功率輸入口，相對(duì)的另一側(cè)部安裝有與單模諧振腔內(nèi)部金屬移動(dòng)塊相連的可調(diào)活塞結(jié)構(gòu)；所述金屬移動(dòng)塊通過可調(diào)活塞結(jié)構(gòu)于單模諧振腔內(nèi)微調(diào)移動(dòng)，且相對(duì)于微波功率輸入口方向的側(cè)面為能夠?qū)⑽⒉ǚ瓷浜缶劢褂谝稽c(diǎn)的凹面形的金屬反射面，所述可調(diào)活塞結(jié)構(gòu)與單模諧振腔之間為氣密封結(jié)構(gòu)；

所述單模諧振腔另兩相對(duì)側(cè)部對(duì)稱安裝有能夠?qū)文ＶC振腔內(nèi)待微波焊接陶瓷進(jìn)行加壓的加壓機(jī)構(gòu)，所述加壓機(jī)構(gòu)采用加壓桿伸入至單模諧振腔內(nèi)，且端部設(shè)置有能夠待微波焊接陶瓷抵觸并進(jìn)行加壓的觸頭，使被加壓夾持后的待微波焊接陶瓷位置位于經(jīng)微波反射后聚焦點(diǎn)的范圍，所述加壓機(jī)構(gòu)與單模諧振腔之間為氣密封結(jié)構(gòu)；

所述單模諧振腔的側(cè)部開設(shè)有抽真空口。