本發(fā)明涉及真空器件技術(shù)領(lǐng)域,特別涉及一種真空器件中非金屬材料與金屬材料之間的釬焊方法。

背景技術(shù)：

硼硅玻璃是一種高透過率、高機械強度高的材料，被廣泛運用于太陽能聚熱行業(yè)。硼硅玻璃由于其熔點高，又與傳統(tǒng)的電真空封接金屬材料的潤濕度差而成為運用中的一個難點。高純度、超細(xì)晶粒氧化鋁陶瓷具有耐高溫、耐腐蝕、耐磨損、絕緣強度高及電性能穩(wěn)定等優(yōu)點，成為電真空行業(yè)運用極廣的非金屬材料。無氧銅材料具有良好的導(dǎo)電、導(dǎo)熱性能和良好的機械加工性能。因此能將兩者不同材質(zhì)連接起來，可以充分發(fā)揮各自的特點，獲得優(yōu)異性能。但是傳統(tǒng)的玻璃或陶瓷表面金屬化的方法已不能適用。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題針對現(xiàn)有玻璃或陶瓷表面金屬化的方法已不能適用硼硅玻璃或高純度、超細(xì)晶粒氧化鋁陶瓷與無氧銅材料連接的問題而提供一種能適用硼硅玻璃或高純度、超細(xì)晶粒氧化鋁陶瓷與無氧銅材料連接的真空器件中非金屬材料與金屬材料之間的釬焊方法。通過該釬焊方法實現(xiàn)的硼硅玻璃或高純度、超細(xì)晶粒氧化鋁陶瓷與無氧銅材料連接，具有氣密性好和較好的機械強度，并且能在較高溫度的環(huán)境中工作，此方法操作簡單可自動化生產(chǎn)，能滿足大批量產(chǎn)品制造的需要。

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：

一種真空器件中非金屬材料與金屬材料之間的釬焊方法，包括如下步驟：

(1)采用非金屬材料加工好的第一零件經(jīng)酸洗、水洗、烘干后備用；

(2)采用金屬材料加工好的第二零件經(jīng)真空退火、噴砂打毛、超聲波水清洗、烘干后備用；

(3)制備釬焊漿料，取18％～20％結(jié)晶型低熔點玻璃粉、0.5％～1％納米石墨纖維、8％～10％硝棉膠混合均勻后，加入溶劑進行研磨得到粘度為250～300秒的釬焊漿料。

(4)在釬焊模具中將第一零件與第二零件組裝好，然后在兩者連接部位注入步驟(3)制備的釬焊漿料，烘干、檢查無誤后送入氣氛爐中進行釬焊、退火，退火后降至常溫取出。

在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，在所述步驟(1)中，所述非金屬材料為硼硅玻璃，所述酸洗采用濃度為3％的氫氟酸沖洗，靜置30秒用水沖洗，所述水洗分為兩步，第一步采用清水沖洗，第二步采用去離子水清洗。

在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，所述硼硅玻璃的工作溫度為200℃～500℃。

在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，在所述步驟(1)中，所述非金屬材料為高純度、超細(xì)晶粒氧化鋁陶瓷，所述酸洗是將高純度、超細(xì)晶粒氧化鋁陶瓷制成的第二零件放入濃度為15％的草酸溶液進行浸泡，浸泡時間為60分鐘；所述水洗是同超聲波清水清洗；所述烘干是采用干燥風(fēng)吹干。

在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，在所述步驟(2)中，所述金屬材料為無氧銅。

在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，在所述步驟(3)中，所述結(jié)晶型低熔點玻璃粉為北京京東方電子材料有限公司生產(chǎn)的bdh-0118結(jié)晶型低熔點玻璃粉。

在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，在所述步驟(3)中，所述碳纖維為吉林碳素廠生產(chǎn)的tx-3型碳纖維。

在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，在所述步驟(3)中，所述溶劑為分析純無水乙醇或分析純醋酸丁脂。

在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，在所述步驟(4)中，所述烘干的溫度為150℃。

在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，在所述步驟(4)中，所述釬焊是在氬氣保護爐中由室溫平穩(wěn)升高至530℃，并在高溫段保溫60分鐘。

在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，在所述步驟(4)中，所述退火是以每分鐘少于10℃的速率由500℃降至常溫。

由于采用了如上的技術(shù)方案，本發(fā)明實現(xiàn)了硼硅玻璃或高純度、超細(xì)晶粒氧化鋁陶瓷與無氧銅材料連接，具有氣密性好和較好的機械強度，并且能在較高溫度的環(huán)境中工作，此方法操作簡單可自動化生產(chǎn)，能滿足大批量產(chǎn)品制造的需要。

具體實施方式

以下實施例僅是對本發(fā)明的說明，并不構(gòu)成對本發(fā)明權(quán)利要求的限制。

下面實施例除非有特別說明，結(jié)晶型低熔點玻璃粉為北京京東方電子材料生產(chǎn)的bdh-0118型低溫封接玻璃粉。碳纖維為吉林碳素廠生產(chǎn)的tx-3型碳纖維。

實施例1

該實施例提供的硼硅玻璃與無氧銅之間的釬焊方法，具體步驟是：

(1)采用工作溫度為200℃～500℃、硼硅玻璃加工出設(shè)計需要的零件，然后將零件采用濃度為3％濃度的氫氟酸浸洗，30秒以后取出接著清水沖洗，再采用去離子水清洗。清洗后采用烘烤方式烘干或備用，烘烤火焰溫度為120℃；

(2)采用無氧銅加工出所需零件，零件經(jīng)真空退火、噴砂打毛、超聲波水清洗、烘干后備用；其中真空退火的工藝為在10-3帕真空環(huán)境內(nèi)800℃以上溫度，60分鐘；噴砂打毛的工藝為用選定砂丸噴射5分鐘，超聲波水清洗的工藝依次為10％濃度鹽酸溶液酸洗；4％濃度氫氧化鈉堿洗；自來水沖洗；每道工序均在超聲波自動清洗機中進行。

(3)制備釬焊漿料，取18％結(jié)晶型低熔點玻璃粉、05％納米石墨纖維、8％硝棉膠混合均勻后，加入物料總質(zhì)量70％溶劑進行研磨得到粘度為300秒的釬焊漿料。研磨時間不少于24小時。

(4)在釬焊模具中將硼硅玻璃加工出的零件與無氧銅加工出的零件組裝好，然后在兩者連接部位注入步驟(3)制備的釬焊漿料，在150℃條件下烘干、檢查無誤后送入氣氛爐中進行釬焊、退火，退火后降至常溫取出。其中釬焊是在氬氣保護下在530％釬焊60分鐘。

釬焊完成后，以每分鐘少于10％的速率由500％降至常溫。

實施例2

該實施例提供的高純度、超細(xì)晶粒氧化鋁陶瓷與無氧銅之間的釬焊方法，具體步驟是：

(1)采用高純度、超細(xì)晶粒氧化鋁陶瓷加工出所需零件，然后將零件放入濃度為15％的草酸溶液浸泡60分鐘；取出后用超聲波清水清洗；清洗后用80℃干燥風(fēng)吹干。

(2)采用無氧銅加工出所需零件，零件經(jīng)真空退火、噴砂打毛、超聲波水清洗、烘干后備用；其中真空退火的工藝為在10-3帕真空環(huán)境內(nèi)加熱到800℃以上溫度60分鐘。用選定砂丸噴射5分鐘；超聲波水清洗的工藝為依次為10％濃度鹽酸溶液酸洗；4％濃度氫氧化鈉堿洗；自來水沖洗；無水乙醇脫水。各工序均在超聲波清洗槽內(nèi)進行。

(3)制備釬焊漿料：取20％結(jié)晶型低熔點玻璃粉，1％碳纖維，并將其剪短至1mm以下，10％250秒硝化棉膠，加入約70％的醋酸丁脂溶液進行研磨，研磨時間不少于24小時。獲得釬焊漿料備用。

(4)依設(shè)計要求，在釬焊模具中將制作好的硼硅玻璃零件(或陶瓷零件)與無氧銅零件裝好，在連接部位注入配制好的釬焊漿料。先在150℃溫度下進行烘干；初步檢查無誤后，送入氣氛爐中釬焊。釬焊是在氬氣保護下進行。以不高于每分鐘20℃速率將溫度升至530℃，保溫60分鐘。然后以10℃速率平穩(wěn)地降至室溫。

(5)釬焊完成后的組件，對照設(shè)計文件進行外觀檢驗。對釬焊部目測不能有氣孔或微小的裂痕。檢驗無誤后抽取一定量的成品進行冷熱沖擊測驗。測驗方法是將樣品在烘箱中加熱至250℃并保持30分鐘，取出后擲入常溫自來水中，不允許有脫焊種破裂情況。