專利名稱：釕鈮二元合金高溫釬焊料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種合金釬焊料，特別是涉及一種用于真空電子器件中高 可靠陰極組件，以難熔金屬鎢、鉬為基材的釕鈮二元合金高溫釬焊料。
背景技術(shù)：
目前，能釬焊W、 Mo的釬焊料多達幾十種，有Cu基、Ni基、Mo基、 Pd基、Pt基等焊料，但熔化溫度在170(TC 185(TC之間，蒸汽壓低，與 氫不發(fā)生反應(yīng)，并且能在氫氣中釬焊W、 Mo的合金焊料很少。目前，只有 Pt及Pt基合金能滿足這樣的使用要求。但由于Pt及Pt基合金原材料價 格昂貴，生產(chǎn)成本是釘基合金的3倍多，所以限制了它的大量應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種價格便宜，與難 熔金屬W、 Mo潤濕、鋪展性好，熔化溫度在170(TC 185(TC之間，蒸汽壓
低，與氫不發(fā)生反應(yīng)，并能在真空電子器件高可靠陰極環(huán)境中使用的釕鈮 二元合金高溫釬焊料。而且焊接件在100(TC 120(TC真空工作條件下，該 釬焊料的蒸汽壓不高于1 x 10—5Pa。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明釆用的技術(shù)方案是 一種釕鈮二元合金 高溫釬焊料，其特征在于其原料組成及重量百分比為Nb 27%~38%， 余量為釕及不可避免的微量雜質(zhì)，所述微量雜質(zhì)中Zn、 Pb、 Bi和Mg元素 的含量均不得大于0.001%;所述高溫釬焊料是指釬焊料的熔化溫度為 1700°C - 1850°C。
所述釬焊料成型后為粉末狀。
所述釬焊料在高溫1000°C ~ 120(TC的真空條件下的蒸汽壓不高于1 xl(TPa。
本發(fā)明所使用的原料純度Ru粉^ 99. 95%、 Nb板》99. 95%，釬焊料 的制備釆用名義成份配料，Ru粉壓結(jié)后在IOO(TC 120(TC真空爐中除氣， 電弧爐熔煉合金鑄錠。鑄錠通過機械切削加工或機械破碎，再經(jīng)過高能球 磨機研磨，最后篩分、酸洗、還原制得本發(fā)明的釕鈮二元合金粉末釬料。
本發(fā)明的釕鈮二元合金高溫釬焊料，由于釬焊料合金中含有Ru,降低 了釬焊料的熔點，以及Ru對W、 Mo具有非常好的潤濕性及鋪展性能，而 且蒸汽壓又低。同時Ru對W、 Mo有良好的合金化作用，對基體金屬腐蝕 性也小，填縫能力強，允許有較大的釬縫間隙，會使焊縫高溫性能進一步 提高。釬焊料中含有Nb是因為Nb與W、 Mo均固熔，在接合面能形成良好
的擴散層，可進一步提高焊縫的結(jié)合強度。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點本發(fā)明的釬焊料能在H2氣、Ar 氣氣氛下及真空狀態(tài)下釬焊鵠、鉬及其合金，釬焊料不吸氫，在母材上的 鋪展、潤濕性能良好，潤濕角小于10。，而且焊接件在IOO(TC ~ 120(TC真 空工作條件下，釬焊料的蒸汽壓不高于lxl(TPa,價格便宜，是真空電子 器件陰極組件釬焊代Pt及Pt基焊料的首選焊料，釬焊料的熔化溫度為 1700°C ~ 1850°C。
下面通過實施例，對本發(fā)明做進一步的詳細描述。
具體實施例方式
釕鈮二元合金高溫釬焊料，其原料的重量百分比組成為Nb 27-38%, 余量為釕及不可避免的微量雜質(zhì)，但雜質(zhì)中Zn、 Pb、 Bi、 Mg等高蒸汽壓 元素的含量均不得大于0.001%。
將本發(fā)明的釬焊料合金按名義成份配料，Ru粉壓結(jié)后在IOO(TC ~ 1200 'C真空爐中除氣，釆用電弧爐熔煉合金鑄錠。鑄錠通過機械切削加工或機 械破碎，再經(jīng)過高能球磨機研磨，最后篩分、酸洗、還原制得本發(fā)明的釕 鈮二元合金粉末釬料。然后將本發(fā)明的釬焊料在H2氣爐中進行焊接工藝性能試驗，其在母材W、 MO上的潤濕、鋪展性能良好，熔化后焊料的鋪展面 積為原焊料放置面積的3倍多，潤濕角小于10°。 實施例1
將本實施例的釬焊料合金按27wt，b配料，Ru為余量。采用電弧爐熔 煉成錠，鑄錠通過機械切削加工或機械破碎，再經(jīng)過高能球磨機研磨，最 后篩分、酸洗、還原制得本發(fā)明的釕鈮二元合金粉末釬料，然后在&氣爐 中進行釬料的焊接工藝試驗，釕鈮焊料在母材上的潤濕、鋪展性良好，對 基體無融蝕，熔化后焊料的鋪展面積為原焊料放置面積的3倍多，潤濕角 小于10。。
實施例2
將本實施例的釬焊料合金按33wty。Nb配料，Ru為余量。釆用電弧爐熔 煉成錠，鑄錠通過機械切削加工或機械破碎，再經(jīng)過高能球磨機研磨，最 后篩分、酸洗、還原制得本發(fā)明的釕鈮二元合金粉末釬料。然后在H2氣爐 中進行釬料的焊接工藝試驗，釕鈮焊料在母材上的潤濕、鋪展性良好，對 基體無融蝕，熔化后焊料的鋪展面積為原焊料放置面積的3倍多，潤濕角 小于10°。
實施例3
將本實施例的釬焊料合金按38wt"/。Nb配料，Ru為余量。采用電弧爐熔 煉成錠，鑄錠通過機械切削加工或機械破碎，再經(jīng)過高能球磨機研磨，最 后篩分、酸洗、還原制得本發(fā)明的釕鈮二元合金粉末釬料。然后在H,氣爐 中進行釬料的焊接工藝試驗。4了鈮焊料在母材上的潤濕、鋪展性良好，對 基體無融蝕，熔化后焊料的鋪展面積為原焊料放置面積的3倍多，潤濕角 小于10°。
權(quán)利要求
1. 一種釕鈮二元合金高溫釬焊料，其特征在于其原料組成及重量百分比為Nb 27％～38％，余量為釕及不可避免的微量雜質(zhì)，所述微量雜質(zhì)中Zn、Pb、Bi和Mg元素的含量均不得大于0.001％；所述高溫釬焊料是指釬焊料的熔化溫度為1700℃～1850℃。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的4了鈮二元合金高溫釬焊料，其特征在于所 述釬焊料成型后為粉末狀。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的釕鈮二元合金高溫釬焊料，其特征在于所 述釬焊料在高溫IOO(TC ~ 120(TC的真空條件下的蒸汽壓不高于1 x 10-5Pa。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于真空電子器件中高可靠性陰極組件，以難熔金屬鎢、鉬為基材的釕鈮二元合金高溫釬焊料，其原料組成及重量百分比為Nb 27％～38％，余量為釕及不可避免的微量雜質(zhì)，所述微量雜質(zhì)中Zn、Pb、Bi、Mg元素的含量均不得大于0.001％。本發(fā)明的釬焊料能在H₂氣、Ar氣氣氛下及真空狀態(tài)下釬焊鎢、鉬及其合金，釬焊料不吸氫，在母材上的鋪展、潤濕性能良好，潤濕角小于10°，而且焊接件在1000℃～1200℃真空工作條件下，釬焊料的蒸汽壓不高于1×10^-5Pa，價格便宜，是真空電子器件陰極組件釬焊代Pt及Pt基焊料的首選焊料，釬焊料的熔化溫度為1700℃～1850℃。
文檔編號B23K35/24GK101412161SQ20081023247
公開日2009年4月22日 申請日期2008年11月28日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月28日
發(fā)明者婷 姜, 孫曉亮, 李銀娥, 軼 王, 賈志華, 光 馬 申請人:西北有色金屬研究院