КОВАР

1. Коэффициент теплового расширения, соответствующий твердому стеклу и керамике (основное преимущество): в диапазоне температур от -80 до +450 градусов средний коэффициент линейного расширения составляет 4.5 - 6.5 × 10⁻⁶ / градус, что почти идеально сочетается с боросиликатным стеклом и глиноземной керамикой, обеспечивая герметичность и долгосрочную надежность герметичного узла.
2. Отличные характеристики герметизации: после предварительной-окислительной обработки КОВАР образует химическую связь с расплавленным стеклом. Скорость утечки после герметизации может достигать < 1 × 10⁻⁹ Па·м³/с, что соответствует требованиям к высоко-надежной электронной упаковке.
3. Хорошая пластичность и технологичность: благодаря удлинению при отжиге 20-30% он может подвергаться различным операциям формования, таким как холодная прокатка, холодное волочение, штамповка и механическая обработка.
4. Превосходные характеристики сварки и герметизации. Его можно соединить с помощью таких методов, как сварка TIG, контактная сварка, электронно-лучевая сварка, лазерная сварка и пайка, с высокой прочностью герметизации при приклеивании к стеклу и керамике.
5. Хорошая стабильность размеров: после стабилизационной обработки изменения размеров в течение длительного-временного срока службы минимальны, что делает его пригодным для прецизионных электронных компонентов.
6. Соответствует множеству международных стандартов: ASTM F15, UNS K94610, GB/T 15018 (4J29), MIL-I-23011 и т. д.

A:

Свойства компенсации-соответствия КОВАРу обусловлены точно контролируемым содержанием никеля-кобальта и ферромагнитными характеристиками:

1. Расширенное применение эффекта инвара:
Свойства расширения КОВАР основаны на эффекте инвара, но расширяют и смещают первоначально узкий диапазон низких-температур расширения (от -100 градусов до +200 градусов) в более высокий температурный диапазон (от комнатной температуры до +450 градусов) за счет добавления примерно 17 % кобальта и доведения содержания никеля примерно до 29 %. Это идеально соответствует диапазону температур размягчения боросиликатного стекла.
2. Синергетическое действие никеля и кобальта:
Примерно 29% никеля и 17% кобальта в сплаве работают вместе, благодаря чему кривая расширения сплава почти полностью совпадает с кривой расширения твердого стекла в диапазоне температур от комнатной температуры до температуры отжига стекла. Такое точное соответствие гарантирует, что в процессе охлаждения герметизации сжатие металла точно соответствует стеклу, предотвращая чрезмерное остаточное напряжение на границе герметизации.
3. Связь между точкой Кюри и рабочей температурой:
КОВАР имеет точку Кюри примерно 415 градусов, а его верхний предел рабочей температуры (около 450 градусов) точно попадает в диапазон температур отжига боросиликатного стекла. Это не совпадение, а основной аспект конструкции сплава.-Когда сплав переходит из ферромагнитного состояния в парамагнитное, изменение его коэффициента расширения синхронизируется с изменением характеристик расширения стекла, обеспечивая соответствие во всем температурном диапазоне.

Термическая обработка КОВАРа оказывает решающее влияние на конечную микроструктурную стабильность, точность размеров и герметичность:
1. Отжиг (снятие напряжений, гомогенизация структуры):
Нагрейте до 800-900 градусов, выдержите от 0,5 до 1 часа, затем охладите в печи или охладите на воздухе со скоростью менее или равной 300 градусам в час для получения стабильной аустенитной структуры и равномерных характеристик расширения.
2. Стабилизирующая обработка (рекомендуется для деталей высокой-прецизионной точности):
Выдержите при 300-400 градусах от 1 до 4 часов, затем медленно охладите до комнатной температуры, чтобы устранить остаточные напряжения, стабилизировать аустенитную структуру и минимизировать дрейф размеров при последующем использовании.
3. Предварительная-окислительная обработка (для герметизации стекла):
Выдерживают при температуре 900-1000 градусов от 15 до 30 минут во влажной атмосфере водорода или атмосфере азота с соответствующим количеством кислорода до образования плотной оксидной пленки толщиной 2-5 мкм, обеспечивающей хорошую герметизацию со стеклом. Основным компонентом оксидной пленки является шпинельная структура (Co,Ni)Fe₂O₄.
4. Обработка для снятия стресса (после механической обработки):
Выдержите при температуре 200-300 градусов в течение 1–2 часов, затем охладите на воздухе, чтобы предотвратить деформацию, вызванную режущими нагрузками.
Примечание: КОВАР склонен к росту зерен при высоких температурах, поэтому температуру и время отжига необходимо строго контролировать. Предварительная-окислительная обработка — важнейший процесс герметизации стекла, поскольку толщина и однородность оксидной пленки напрямую влияют на прочность соединения и воздухонепроницаемость герметика.

Эффективная рабочая температура (со стабильным расширением):
Рекомендуется от -80 до +450 градусов. В этом температурном диапазоне он может поддерживать коэффициент теплового расширения, соответствующий твердому стеклу, и превосходные газонепроницаемые характеристики герметизации. Оптимальный диапазон температур уплотнения составляет от 300 до 450 градусов.
Кратковременная-температура воздействия:
До +500 градусов, но коэффициент теплового расширения значительно увеличится, что может повлиять на надежность уплотнения.
Работа при низких-температурах:
КОВАР сохраняет хорошую прочность и ударную вязкость при температуре ниже -80 градусов, но его коэффициент теплового расширения может немного отличаться от коэффициента теплового расширения стекла. Для ультра-применения при сверхнизких температурах надежность герметизации следует оценивать с учетом конкретных условий эксплуатации.
Ограничения при высоких-температурах:
Когда температура превышает 415 градусов (точку Кюри), сплав переходит из ферромагнитного состояния в парамагнитное, что приводит к значительным изменениям его характеристик расширения и уменьшению совместимости со стеклом. Поэтому КОВАР не подходит для условий с высокой-температурой выше 450 градусов.

КОВАР демонстрирует превосходные характеристики герметизации и является незаменимым ключевым материалом в индустрии электронной упаковки:
1. Герметизация стеклом:
После пред-окислительной обработки КОВАР образует на своей поверхности плотный оксидный слой (толщиной 2-5 мкм). В процессе герметизации стекла (приблизительно 900-1000 градусов) расплавленное стекло химически связывается с оксидным слоем, образуя высокопрочный, герметичный интерфейс. Скорость утечки после герметизации может достигать < 1 × 10⁻⁹ Па·м³/с (обнаружение утечек с помощью гелиевой масс-спектрометрии).
2. Пломбирование керамикой:
КОВАР можно герметизировать с керамикой, такой как оксид алюминия и оксид бериллия, посредством пайки активных металлов (например, присадочных металлов TiCuAg) или прямого соединения, что делает его пригодным для высоко-надежной керамической упаковки.
3. Ключевые контрольные точки: Тремя ключевыми контрольными элементами для герметизации Ковара и стекла являются:
Толщина оксидной пленки: 2-5 мкм. Слишком тонкий слой приведет к недостаточной прочности уплотнения, а слишком толстый приведет к отслаиванию оксидной пленки.
Температура запечатывания: 900-1000 градусов, соответствует температуре размягчения стекла.
Скорость охлаждения: требуется медленное охлаждение (менее или равное 300 градусам в час), чтобы предотвратить растрескивание стекла при тепловом ударе.
4. Надежность:
Герметичные компоненты КОВАР выдерживают более 1000 температурных циклов от -80 до +450 градусов без превышения скорости утечек и механических повреждений.

Частичная замена возможна, но ее необходимо оценивать исходя из конкретных температурных диапазонов и требований к уплотнительным материалам:
Преимущества КОВАР:

1. Соответствуя коэффициенту теплового расширения боросиликатного стекла в диапазоне от -80 до +450 градусов, это наиболее широко используемый и технически совершенный герметизирующий сплав в области электронной упаковки.
2. Хорошая обрабатываемость и свариваемость, что позволяет придавать ему различные формы.
3. Высокая прочность уплотнения и хорошая воздухонепроницаемость, скорость утечки составляет < 1 × 10⁻⁹ Па·м³/с.
4. Он имеет хорошие характеристики теплового расширения, аналогичные свойствам глиноземной керамики.

Ограничения КОВАР:
1. Различия в совместимости с разными типами стекол:
Оно несовместимо с натриево--известковым стеклом (коэффициент расширения примерно 9 × 10⁻⁶/градус), поэтому вместо него следует выбирать другие уплотнительные сплавы (например, 4J28).
2. Отличия от сварки обычной нержавеющей стали:
При сварке аустенитной нержавеющей стали следует обращать внимание на напряжения, вызванные различиями в коэффициенте термического расширения.
3. Inadequate high-temperature (>500 градусов) производительность:
Коэффициент теплового расширения значительно превышает точку Кюри, что делает его непригодным для использования в средах со сверх-высокими-температурами.

4. Несоответствие стеклам с низким-тепловым расширением:
Для кварцевого стекла (с коэффициентом расширения примерно 0,5 × 10⁻⁶/градус) следует выбирать герметизирующие сплавы с низким-расширением (например, 4J36).

Рекомендации по выбору материала:
Для выбора конкретного материала укажите подробные условия эксплуатации (тип материала уплотнителя, диапазон температур, среда окружающей среды, срок службы). Мы можем помочь вам провести технико-экономический сравнительный анализ, чтобы помочь вам сделать оптимальный выбор между КОВАРом и другими марками сплавов уплотнений.
Для получения расценок по конкретным спецификациям, протоколам испытаний материалов или таблицам технических параметров обращайтесь к нашим инженерам по продажам. Мы поддерживаем настройку размеров, условий термообработки и обработки поверхности по мере необходимости и предоставляем полный комплект международно-сертифицированных документов.