Вакуумноплотная керамика

 

О П И C А Н Й El(ii! 6I7438

ИЗОБРЕТЕНИЯ

H АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬ(ЛВУ

Йе(оз Советских

Социалистических

Рес ys«ии

Л% .

/ (бl) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 05.04.76 (21) 2341923/29-33 с присоединением заявки № (23) Приоритет (51) М. Кл.г- С 04В

35/10 ь"=Ъ

Государственный комитет

Свита Министров СССР не делам изобретений и етирытий (43) Опубликовано 30.07.78. Бюллетень № 28 (53) УДК 666.762 (088.8) (45) Дата опубликования описания 13.07.78 (72) Авторы изобретения

Il. Beä óeeнко B. H. Бел-:.к,ов В fi. Вь(скрсбцев и В. И. Баранов (71) Заявитель

Изобретение относится к области технологии керамики, а именно к вакуумноплотным керамическим материалам на основе окиси алюминия и может быть использовано при изготовлении металлокерамических узлов (МКУ).

В настоящее время известен ряд керамических материалов на основе АlгОз, металлизированные детали из которых используются для изготовления МКУ. Наибольшее распространение получили корундовыс материалы типа керамики 22ХС с такими добавками, как Si02, СггОз, МпО, B Оз, (1,2).

Указанные материалы употребляются в первую очередь для изготовления МКУ, которые применяются в электронной технике для узлов, эксплуатируемых при температуре не выше 750 — 800 С.

Металлизация керамики под пайку с металлами осуществляется молибден-марганцевыми пастами, основным недостатком которых является невозможность использования в процессе пайки припоев с т. пл. выше 1150 — 1180 С. Металлизация этих материалов составами на основе смеси порошков вольфрама и окиси иттрия, не имеющих указанного недостатка, затруднительна ввиду того, что температура их вжигания лежит выше температуры спекания керамики.

Была сделана попытка использования в качестве керамики, подлежащей металлизации, корундовых материалов с малым содержанием добавок и примесей, температу5 ра спекания которых до вакуумной плотности близка к температуре плавления АlгОз.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является керамика, содерИ жащая 997% АlгОз и 0,3% МдО (2).

Обладая более высокими физико-техническими характеристиками, этот материал не обеспечивает получения надежных металлокерамичсских спаев вследствие низ15 кой прочности сцепления вольфрам-иттрнсвых покрытий с поверхностью керамики, особенно в случае, когда материал керамики содержит менее 0,05% посторонних примесей.

20 Цель изобретения — повышение сцепления керамического материала с металлизационным покрытием на основе вольфрама.

Для достижения ук" çàííîé цели вакумноплотная керамика на основе АlгОз с до25 бавкой МдО дополнительно содержит го крайней мере один окисел из группы SC;O>, багОз, т гОз при следующем соотношении компонентов, вес. % ..

А1г - з 9á,4 99,2

lgO 0,2 — О,б

617438

По крайней мере один окисел из группы

ЯсзОз, базОз, YqOs 0,6 — 3,0

Для получения вакуумноплотной керамики смесь исходных окислов формуют и спекают в вакууме при 1750 — 1800 С. Получение заготовки, например в виде цилиндров, шлифуют до следующих размеров: высота

3 — 4 мм, диаметр 10 мм. На торцевы.-: поверхности деталей нанос IT слой металлизационной пасты, состоящей из 95% W и

5% УзОз, на нитроцеллюлозной связке.

Вжигание осуществляют при темпера;уре

1720+30 С в течение 30 мин в атмосфере увлажненного водорода. {При испытании металлизированные цилиндры прппаивают к захватам из ниобия палладиевым припоем, после чего спаи испытывают на механическую прочность на разрыв).

Испытаниям подвергают не менее пяти обра",öîâ каждого состава керамики. Для сравнения с предложенным керамическим

10 материалом изготовлены образцы из материалов 99 7% Л1зОз+ 0 3% MgO.

Результаты испытаний приведены в таблице.

Предел прочности спая при разрыве, кг/мма

Состав

Компоненты, вес. %

99,7А1,0з+О,ЗМдО (прототип)

99, 1А1 0з+О, 3МяО+ О, 6У,О, 98,7AlsОз+О,ÇMgO+ 1, ОУ,Оз

96, 7AI Os+ 0, ЗМдО + 3, OYsOs

96,4А!аОз+0,6MgO+3,0У,Os

98,0А!аОз+-0,2MgO+-1,8УаОз

98,0AIsОз+О, ЗМдО+1,OY,Оз+76а,03

96,4А1,.0з+0,6MgO+1,0S

98, 7А1аОз+ О, ЗЛО < 1, 0G asO s

1,5 — 3

4 — 6

5 — 7

5 — 7

5 — 7

5 — 6

5 — 7

5 — 7

Формула изобретения

Как видно из таблицы, величина предела прочности на разрыв образцов спаев, полученных на керамических материалах по данному изобретению, значительно превышает те же величины для спаев с материалом «Поликор». Разрушение спаев предлагаемой керамики с ниобием происходит по припою, в то время как спаи с «Поликором» разрушаются на 70 — 80% по металлизационному c;Iolo. Максимальные зна ения предела прочности спаев при разрыве для составов 3, 6, 9 и 10 достигают 11—

12 кг/мм

Натекание гелия в вакуумируемый объем металлизированных втулок и охватывающих спаев керамики с пиобием не превышал. мкм. рт. ст. ет значения 1 10 — при минимальном времени выдержки в среде гелия 30 в течение не менее 5 мпн. Плотность керамики близка к теоретической.

Составитель Н. Соболева

Редактор А. Соловьева Текред О. Тюрина Корректор Л. Брахнина

Подписное

Заказ 1360/13 Изд. № 502 Тираж 763

НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, K-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2

2

4

6

8

10

Вакуумноплотная керамика на основе

Л1 0з с добавкой MgO, отличающаяся тем, что, с целью повышения сцепления керамики с металлизационным покрытием на основе вольфрама, она дополнительно содержит по крайней мере один окисел из группы ScsOs> Ga Os, УзОз при следующем соотношении компонентов, вес. %:

А12 - з 96,4 — 99,2 тдо 0,2-0,6

По крайней мере один окисел из группы

ЯсзОз, ОазОз Ъ зОз 0,6 — 3,0

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 346282, кл. С 04b 35/10, 1961.

2. Авторское свидетельство СССР № 399487, кл. С 04b 35/10, 1971.