Способ соединения металла с керамикой

с заявк с п исоедине 23) Г 1 риоритет43) Опубликовано 30.11.77, Бюллетень М 44 Государственнын комите Совета Министров СССР(45) Дата оиубликов ия описания 16,11.77 2) Авторы изобретенит гожников А. Ключер".ва и В. Гиндулина,) Заявитель 4) СПОСОБ СОЕДИНЕИИЯ МЕТАЛЛА С МИКОИ 100 10 в1/С. нтах термиче. х материалов зев Изобретение относится к области производства металло-керамических узлов, в частности к соединению металла с керамикой, имеющей коэффициент термического расширения близкий к нулю.Известен способ соединения металла с керамикой методом пайки, при котором между паяемыми деталями помещают промежуточный элемент, выполненный с переменным химическим составом и при этом коэффициент термического расширения (КТР) плавно изменяется от значения КТР одного из соединяемых материалов до КТР другого.Для снижения напряжений в паяном соединении промежуточный элемент может быть чодвергнут деформации для получения переменного по длине коэффициента термического расширения,Эти способы предполагают соединение металла с керамикой пайкой с помощью припоев с использованием активных металлов титана, цнркония, ниобия, либо с предварительной металлизацией керамики пастами на основе Л 4 о или У.Соединить керамику, имеющую коэффициент термического расширения близкий и иуло Г металлом Вдкуумноплотным спаем с использованием активных металлов не представляется возможным, так как коэффициент термического расширения титана, циркония, ниобия очень высок и приближается кБольшая разница в коэффициеского расширения соединяемыприводит к разрушению сная.Аналогичная картина наблюдается и в случае соединения керамики с коэффициентом термического расширения, близким к нулю с металлом по технологии предварительной металлизации керамики.Указанные тугоплавкие металлы молибден, вольфрам имеют также высокий коэффициент термического расширения (60 10 - /1 С).Цель изобретения - повышение термостойкости соединения.Это достигается тем, что в качестве промежуточного элемента берут керамику с коэффициентом термического расширения соединяемого металла, при этом со стороны керамики промежуточный элемент приклеивают.Промекуточпый элемент приклеивают к керамике с помощью неорганического клея, например цемента на основе алюмофосфатного связующего, имеющего температуру затвердевания 280 в 300.Указанный неорганический клей после атвердеваиия выдерживает повторные нагр ы при температурах до 1000 С.Во время приклеивания переходного элемента, спаянного с металлической деталью, к керамической детали в слое неорганического582072 Составитель В. ПлвхтинРедактор Л. Чевайкина Техред Е. Митрофанова Корректор Н. Аук Подписное Заказ 2542/10 Изд.935 Тираж 1207 НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж.35, Раушская наб., д. 4/5Типография, пр. Сапунова, 2 клея происходит релаксация напряжений, обусловленных разностью коэффициентов термического расширения соединяемых материалов.На чертеже показана конструкция спая, получаемого по предлагаемому способу. Указанный способ рассмотрен на примере соединения литиевой керамики и железо-никелевого сплава.Деталь 1 из литиевой керамики (основная кристаллическая фаза - сподумен), имеющий коэффициент термического расширения в интервале температур от 100 до 300 С, равный 0,3 10 -- 1,9 10 -1/С соединяется с деталью 2 из железо-никелевого сплава, содержащего 42% никеля и имеющего коэффициент термического расширения в интервале температур от 20 до 900 С, равный 52 10 -- 95 10 - 1/С.В качестве промежуточного элемента 3 применяют деталь из высокоглиноземистой керамики типа ВГу, имеющей коэффициент термического расширения в интервале температуред.от 20 до 900 С равный 82 10 - т ,толщиград Сной 0,2 - 0,5 мм.Эта керамическая деталь с одной стороны металлизируется по плоскости Мо - Ми - 5 г пастой. На спеченный металлизационный слой наносится слой никеля. Керамическая деталь металлнзированной поверхностью с помощью припоя 4 из чистого серебра (температура пайки 1030 С) припаивается к серебренной металлической детали из указанного железо- никелевого сплава. Затем на торцовую поверх ность керамической детали, входящей в спаянный узел, наносится слой клея - цемента 5 на основе алюмофосфатного связующего, посредством которого узел соединяется с деталью из литиевой керамики. Данное соединение под вергается термообработке на воздухе при температуре 300 С.Изготовленные таким образом металло-керамические соединения являются вакуумноплотными н термостойкими. Они выдержива ют 350 теплосмен в режиме от 20 до 400 С навоздухе и многократные нагревы при температуре 800 - 1000 С в водороде без потери вакуумной плотности,Формула изобретенияСпособ соединения металла с керамикой,при котором между соединяемыми поверхностями размещают промежуточный элемент и осуществляют процесс пайки, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения термостойкости соединения, в качестве промежуточного элемента берут керамику с коэффициентом термического расширения соединяемого металла, прн этом со стороны керамики про межуточный элемент приклеивают.