KOVAR

1. Współczynnik rozszerzalności cieplnej odpowiadający twardemu szkłu i ceramice (zaleta rdzenia): W zakresie temperatur od -80 stopni do +450 stopni średni współczynnik rozszerzalności liniowej wynosi 4.5 - 6.5 × 10⁻⁶ / stopień, co jest prawie idealnie dopasowane do szkła borokrzemianowego i ceramiki z tlenku glinu, zapewniając hermetyczność i długoterminową niezawodność uszczelnionego zespołu.
2. Doskonałe właściwości hermetycznego uszczelnienia: po wstępnej-obróbce utleniającej KOVAR tworzy wiązanie chemiczne ze stopionym szkłem. Stopień wycieku po uszczelnieniu może osiągnąć < 1 × 10⁻⁹ Pa·m3/s, co spełnia wymagania dotyczące-niezawodnych opakowań elektronicznych.
3. Dobra plastyczność i urabialność: Przy wydłużeniu wyżarzonym wynoszącym 20-30% może być poddawany różnym operacjom formowania, takim jak walcowanie na zimno, ciągnienie na zimno, tłoczenie i obróbka skrawaniem.
4. Doskonała wydajność spawania i uszczelniania: Można go łączyć metodami takimi jak spawanie TIG, zgrzewanie oporowe, spawanie wiązką elektronów, spawanie laserowe i lutowanie twarde, przy dużej wytrzymałości uszczelnienia po połączeniu ze szkłem i ceramiką.
5. Dobra stabilność wymiarowa: po obróbce stabilizującej zmiany wymiarowe podczas długotrwałego-użytkowania są minimalne, dzięki czemu nadaje się do precyzyjnych komponentów elektronicznych.
6. Zgodny z wieloma międzynarodowymi normami: ASTM F15, UNS K94610, GB/T 15018 (4J29), MIL-I-23011 itp.

A:

Rozszerzające się-właściwości KOVAR wynikają z precyzyjnie kontrolowanej zawartości niklu-kobaltu i właściwości ferromagnetycznych:

1. Rozszerzone zastosowania efektu inwaru:
Właściwości rozszerzalności KOVAR opierają się na efekcie Invara, ale rozszerzają i przesuwają pierwotnie wąski zakres niskiej-rozszerzania (od -100 stopni do +200 stopnia) do wyższego zakresu temperatur (od temperatury pokojowej do +450 stopnia) poprzez dodanie około 17% kobaltu i dostosowanie zawartości niklu do około 29%. Jest to idealnie dopasowane do zakresu temperatur mięknienia szkła borokrzemowego.
2. Synergistyczne działanie niklu i kobaltu:
Zawartość około 29% niklu i 17% kobaltu w stopie współdziała ze sobą, powodując, że krzywa rozszerzalności stopu prawie całkowicie pokrywa się z krzywą rozszerzalności twardego szkła w zakresie temperatur od temperatury pokojowej do temperatury wyżarzania szkła. To precyzyjne dopasowanie zapewnia, że ​​podczas procesu chłodzenia i uszczelnienia skurcz metalu dokładnie dopasowuje się do szkła, zapobiegając nadmiernym naprężeniom szczątkowym na styku uszczelnienia.
3. Zależność pomiędzy punktem Curie a temperaturą roboczą:
KOVAR ma punkt Curie wynoszący około 415 stopni, a jego górna granica temperatury roboczej (około 450 stopni) mieści się dokładnie w zakresie temperatur wyżarzania szkła borokrzemianowego. To nie przypadek, ale kluczowy aspekt konstrukcji stopu,-kiedy stop przechodzi z ferromagnetycznego w paramagnetyczny, zmiana jego współczynnika rozszerzalności synchronizuje się ze zmianą charakterystyki rozszerzalności szkła, osiągając dopasowanie w całym zakresie temperatur.

Obróbka cieplna KOVAR ma decydujący wpływ na ostateczną stabilność mikrostruktury, dokładność wymiarową i hermetyczne uszczelnienie:
1. Wyżarzanie ( odprężanie, homogenizacja struktury):
Podgrzać do 800-900 stopni, trzymać przez 0,5 do 1 godziny, następnie ochłodzić w piecu lub schłodzić powietrzem z szybkością mniejszą lub równą 300 stopni na godzinę, aby uzyskać stabilną strukturę austenityczną i równomierną charakterystykę rozszerzalności.
2. Obróbka stabilizacyjna (zalecana w przypadku części-o wysokiej precyzji):
Utrzymać w temperaturze 300-400 stopni przez 1 do 4 godzin, następnie powoli ochłodzić do temperatury pokojowej, aby wyeliminować naprężenia szczątkowe, ustabilizować strukturę austenityczną i zminimalizować dryf wymiarowy podczas kolejnego użytkowania.
3. Wstępne-obróbka utleniająca (do uszczelniania szkła):
Utrzymać w temperaturze 900-1000 stopni przez 15 do 30 minut w wilgotnej atmosferze wodoru lub azotu z odpowiednią ilością tlenu, aby utworzyć gęstą warstwę tlenku o grubości 2-5 μm, zapewniającą dobre uszczelnienie ze szkłem. Głównym składnikiem warstwy tlenkowej jest struktura spinelowa (Co,Ni)Fe₂O₄.
4. Obróbka odprężająca (po obróbce):
Utrzymać w temperaturze 200-300 stopni przez 1 do 2 godzin, następnie schłodzić powietrzem, aby zapobiec odkształceniom spowodowanym naprężeniami skrawania.
Uwaga: KOVAR ma skłonność do wzrostu ziaren w wysokich temperaturach, dlatego należy ściśle kontrolować temperaturę i czas wyżarzania. Wstępne-oksydowanie to krytyczny proces w hermetycznym uszczelnianiu szkła, ponieważ grubość i jednorodność warstwy tlenku bezpośrednio wpływają na siłę wiązania i szczelność uszczelnienia.

Efektywna temperatura pracy (przy stabilnym dopasowaniu rozszerzalności):
Zalecana temperatura to -80 stopni do +450 stopni. W tym zakresie temperatur może utrzymać współczynnik rozszerzalności cieplnej odpowiadający twardemu szkłu i doskonałe właściwości gazoszczelne. Optymalny zakres temperatur zgrzewania wynosi od 300 stopni do 450 stopni.
Krótkoterminowa-temperatura ekspozycji:
Do +500 stopnia, ale współczynnik rozszerzalności cieplnej znacznie wzrośnie, co może mieć wpływ na niezawodność uszczelnienia.
Wydajność w niskiej-temperaturze:
KOVAR utrzymuje dobrą wytrzymałość i ciągliwość poniżej -80 stopni, ale jego współczynnik rozszerzalności cieplnej może nieznacznie różnić się od współczynnika szkła. W przypadku zastosowań w ultra-niskich temperaturach niezawodność hermetycznego uszczelnienia należy oceniać na podstawie konkretnych warunków pracy.
Ograniczenia-wysokiej temperatury:
Kiedy temperatura przekracza 415 stopni (punkt Curie), stop przechodzi z ferromagnetycznego w paramagnetyczny, co powoduje znaczne zmiany w jego charakterystyce rozszerzalności i zmniejszone dopasowanie do szkła. Dlatego KOVAR nie nadaje się do środowisk o wysokiej-temperaturze powyżej 450 stopni.

KOVAR wykazuje doskonałe właściwości hermetyczne i jest niezastąpionym kluczowym materiałem w branży opakowań elektronicznych:
1. Hermetyczne uszczelnienie szkłem:
Po wstępnej-obróbce utleniającej KOVAR tworzy na swojej powierzchni gęstą warstwę tlenku (grubość 2-5 μm). Podczas procesu uszczelniania szkła (w temperaturze około 900-1000 stopni) stopione szkło wiąże się chemicznie z warstwą tlenku, tworząc hermetycznie uszczelnioną powierzchnię stykową o wysokiej wytrzymałości. Stopień wycieku po uszczelnieniu może osiągnąć < 1 × 10⁻⁹ Pa·m3/s (wykrywanie nieszczelności za pomocą spektrometrii mas z helem).
2. Uszczelnianie ceramiką:
KOVAR można łączyć z ceramiką, taką jak tlenek glinu i tlenek berylu, poprzez lutowanie aktywnym metalem (np. spoiwa TiCuAg) lub bezpośrednie łączenie, dzięki czemu nadaje się do-niezawodnych opakowań ceramicznych.
3. Kluczowe punkty kontrolne: Trzy kluczowe elementy kontrolne w przypadku hermetycznego uszczelnienia Kovar i szkła to:
Grubość warstwy tlenku: 2-5 µm. Zbyt cienka spowoduje niewystarczającą wytrzymałość uszczelnienia, a zbyt gruba spowoduje odklejenie się warstwy tlenku.
Temperatura zgrzewania: 900-1000 stopni, odpowiadająca temperaturze mięknienia szkła
Szybkość chłodzenia: Wymagane jest powolne chłodzenie (mniejsze lub równe 300 stopni na godzinę), aby zapobiec pękaniu szkła spowodowanemu szokiem termicznym.
4. Niezawodność:
Hermetyczne komponenty KOVAR wytrzymują ponad 1000 cykli temperatur w zakresie od -80 stopni do +450 stopni, nie przekraczając poziomu wycieków ani nie doświadczając uszkodzeń mechanicznych.

Możliwe jest częściowe zastąpienie, ale należy to ocenić w oparciu o określone zakresy temperatur i wymagania dotyczące materiału uszczelniającego:
Zalety KOVARA:

1. Dopasowując współczynnik rozszerzalności cieplnej szkła borokrzemowego w zakresie -80 stopni do +450 stopnia, jest to najczęściej stosowany i technicznie dojrzały stop uszczelniający w dziedzinie opakowań elektronicznych.
2. Dobra urabialność i spawalność, umożliwiająca formowanie go w różne kształty.
3. Wysoka wytrzymałość uszczelnienia i dobra szczelność, przy współczynniku wycieku wynoszącym zaledwie < 1 × 10⁻⁹ Pa·m3/s.
4. Ma dobre właściwości rozszerzalności cieplnej, podobne do właściwości ceramiki z tlenku glinu.

Ograniczenia KOVAR:
1. Różnice w kompatybilności z różnymi rodzajami szkła:
Jest niekompatybilny ze szkłem-sodowo-wapniowym (współczynnik rozszerzalności około 9 × 10⁻⁶ / stopień ) i zamiast tego należy wybrać inne stopy uszczelniające (takie jak 4J28).
2. Różnice w stosunku do spawania zwykłą stalą nierdzewną:
Podczas spawania austenitycznej stali nierdzewnej należy zwrócić uwagę na naprężenia spowodowane różnicami współczynnika rozszerzalności cieplnej.
3. Inadequate high-temperature (>500 stopni) wydajność:
Współczynnik rozszerzalności cieplnej znacznie wzrasta poza punktem Curie, co czyni go nieodpowiednim dla środowisk o ultra-wysokiej-temperaturze.

4. Niedopasowanie ze szkłem o niskiej-rozszerzalności:
W przypadku szkła kwarcowego (o współczynniku rozszerzalności około 0,5 × 10⁻⁶ / stopień) należy wybrać stopy uszczelniające o niskiej-rozszerzalności (takie jak 4J36).

Zalecenia dotyczące wyboru materiału:
W przypadku konkretnego doboru materiału należy podać szczegółowe warunki pracy (rodzaj materiału uszczelniającego, zakres temperatur, medium środowiskowe, żywotność). Możemy pomóc w technicznej i ekonomicznej analizie porównawczej, która pomoże Ci dokonać optymalnego wyboru pomiędzy KOVAR i innymi gatunkami stopów uszczelniających.
W celu uzyskania ofert dotyczących konkretnych specyfikacji, raportów z testów materiałów lub arkuszy parametrów technicznych, prosimy o kontakt z naszymi inżynierami sprzedaży. Wspieramy dostosowywanie wymiarów, warunków obróbki cieplnej i obróbki powierzchni zgodnie z wymaganiami oraz zapewniamy pełny zestaw dokumentów z międzynarodowymi certyfikatami.