[發明專利]釬焊陶瓷用釬料

無效

• 申請號: 96108747.1
• 申請日: 1996-06-25
• 公開（公告）號: CN1043323C
• 公開（公告）日: 1999-05-12
• 發明（設計）人: 萬傳庚;周振豐;熊華平
• 申請（專利權）人: 吉林工業大學
• 主分類號: B23K35/28
• 分類號: B23K35/28
• 代理公司: 機械工業部長春專利事務所
• 代理人: 朱世林

釬焊陶瓷用釬料涉及陶瓷與陶瓷釬焊連接時所用的焊接材料。如果采用本釬料再加入緩沖層，也適用于陶瓷與金屬的連接。

現有的釬焊陶瓷材料一般常用AgCuTi釬料。該材料的熔點T_f=800±50℃，工作溫度T_w≤400±50℃，接頭強度σ≈450MPa(Si₃N₄/Si₃N₄)。該釬料的不足之處在于：1)含銀(Ag)較多，約占釬料的60～70％，而Ag是稀貴金屬，故成本較高；2)其最高工作溫度不夠高，有時難以滿足更高工作溫度的需要。由日本的Masaaki?Naka在AgCuTi釬料基礎上發展的Cu-Ti釬料，雖解決了不含稀貴金屬Ag的問題，但是接頭強度低，在723k(即450℃)時的強度只有(160)MPa左右，仍難以滿足需要。

本發明的目的在于克服現有陶瓷釬料存在的上述不足，提供一種釬焊接頭強度高于Cu-Ti釬料與用AgCuTi釬料焊得的接頭強度大致相同，而成本低、工作溫度高的陶瓷與陶瓷連接用釬料。

具體技術方案是：一種釬焊陶瓷用釬料，是由銅(Cu)、鈦(Ti)和加入的鎳(Ni)、(硅(Si)、硼(B))組成，其成分(at％)是：余量Cu,(25～30)Ti,(10-25)Ni,(0-5)Si,(0-1.5)B。

本發明所提供的釬焊陶瓷釬料，較現有的AgCuTi釬料成本明顯低，由于它以Ni代替Ag且Ni的用量低于Ag的用量，故其成本低于AgCuTi釬料的1/14；此外，以用CuNiTi(Si,B)釬料釬焊Si₃N₄/Si₃N₄為例，所得的接頭強度：室溫σ_b-TA=402MPa(三點抗彎強度，以下同)；高溫σ_b·450℃=408MPa,σ_b·500℃=372MPa。可見與AgCuTi釬料焊接所得的接頭強度基本相同。該釬料的熔點T_f≈1100±100℃，最高工作溫度(TW)可達450±50℃。使其工作溫度比AgCuTi釬料有所提高。

下面結合附圖進一步說明本發明的具體內容及實施例。

圖1是用激冷釬料(表成分3)焊得的Si₃N₄/Si₃N₄接頭橫截面微觀組織形貌；

圖2是用膏狀釬料(表成分1)焊得的Si₃N₄/Si₃N₄接頭橫截面微觀組織形貌；

圖3是與圖2對應的接頭實物照片。

本發明中的各種成分所起的作用是：Ti，保證釘料潤濕陶瓷；Ni，可提高合金的高溫性能，可與Cu形成無限固熔體，可以任意比例與Cu混合；Si,Cu/Ni固熔體合金隨Ni含量的增加而增高其熔點，加入Si可適當降低熔點而不損失性能，即Si可調節熔點；B，微合金化，強化釬料合金及用此合金焊得的釬焊接頭。

本發明所提供的釬料可有以下三種狀態：1)真空熔煉合金，機械加工成片狀2)膏狀，(有機粘結劑乙二醇加合金粉末，粉末粒度(150目～200目))；3)激冷工藝制成箔、片狀。

上述技術方案的實施例(Si₃N₄/Si₃N₄)見下表，釬焊溫度T_B=1100±50℃，釬焊時間t=10min。

?釬料狀態?????????化學成分??at％Ni????Ti????Si?????B?????Cu???????備????注?強度σ_b(或℃)(MPa)1?膏狀2?熔煉合金3?激冷片16?????30???3?????0.5???余量16?????30???3?????0.5???余量14?????25???3?????0.5???余量?285(200目)????157(℃)????402