本發(fā)明屬于焊接技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種人造視網(wǎng)膜中鍍金Al2O3陶瓷與鍍金鈦環(huán)的連接方法。
背景技術(shù)：
在植入醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，植入器件除了滿足其自身功能要求外，還需要滿足與人體的生物兼容性的需求。人造視網(wǎng)膜是利用電子復(fù)合器件替換失去功能的視網(wǎng)膜，通過(guò)電流來(lái)刺激完好的視神經(jīng)，讓患者重新獲得一定的視覺(jué)。在人造視網(wǎng)膜中，有一個(gè)重要部件是由鍍金Al2O3陶瓷與鍍金鈦環(huán)構(gòu)成的連接結(jié)構(gòu)。隨著結(jié)構(gòu)向微小化和高穩(wěn)定性的發(fā)展，對(duì)連接質(zhì)量，如氣密性、連接強(qiáng)度、穩(wěn)定性等提出了更高的要求。目前，擴(kuò)散連接是實(shí)現(xiàn)該陶瓷與金屬?gòu)?fù)合結(jié)構(gòu)連接最為有效的方法之一。
擴(kuò)散連接既能獲得接頭界面致密、力學(xué)性能良好的接頭，又能保證該接頭的生物兼容性，獲得對(duì)人體無(wú)毒無(wú)害的接頭界面。而且由于Al2O3陶瓷與鈦環(huán)在物理化學(xué)性能方面存在著較大的差異，易形成較大的接頭應(yīng)力，采用擴(kuò)散連接的方法可獲得應(yīng)力小、無(wú)變形的連接結(jié)構(gòu)，滿足視網(wǎng)膜結(jié)構(gòu)應(yīng)用的條件。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種工藝簡(jiǎn)單，連接可靠的人造視網(wǎng)膜中鍍金Al2O3陶瓷與鍍金鈦環(huán)的連接方法。
本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：一種人造視網(wǎng)膜中鍍金Al2O3陶瓷與鍍金鈦環(huán)的連接方法，其特征在于：其包括以下步驟：
(一)、將待連接鍍金Al2O3陶瓷和鍍金鈦環(huán)放入丙酮中超聲清洗5min~10min；
(二)、將Au箔片置于待連接的鍍金Al2O3陶瓷與鍍金鈦環(huán)的連接面之間，裝配成鍍金Al2O3陶瓷/Au箔片/鍍金鈦環(huán)的裝配件，其中Au箔片的厚度為10μm ~120μm；
(三)、將步驟(二)得到的裝配件放置在真空加熱爐中，施加壓力為1~12MPa，當(dāng)真空度達(dá)到(1.3~2.0)×10-3Pa時(shí)，通電加熱，控制升溫速度為10℃/min~20℃/min，升溫至900~1050℃，然后保溫20min~120min，再控制冷卻速度為3℃/min~10℃/min，冷卻至300℃，然后再隨爐冷卻，即完成鍍金Al2O3陶瓷與鍍金鈦環(huán)的連接。
進(jìn)一步，所述步驟(二)中Au箔片箔片的厚度為50μm 。
進(jìn)一步，所述步驟(三)中施加壓力為4.5Mpa，連接溫度為950℃，保溫時(shí)間為60min，真空加熱爐的真空度為1.5×10-3Pa，控制升溫速度為15℃/min，冷卻速度為5℃/min。
本發(fā)明采用Au箔片成功實(shí)現(xiàn)了對(duì)鍍金Al2O3陶瓷與鍍金鈦環(huán)的連接，在擴(kuò)散連接條件下，中間層Au箔片通過(guò)與Al2O3陶瓷的鍍金層和鈦環(huán)的鍍金層發(fā)生界面原子擴(kuò)散，形成了緊密的界面結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了整個(gè)陶瓷/金屬結(jié)構(gòu)的冶金連接。通過(guò)控制釬焊溫度900~1050℃、保溫時(shí)間20min~120min和施加壓力1~12MPa，以控制界面接觸及擴(kuò)散的程度，進(jìn)而達(dá)到控制接頭組織和性能的目的，成功實(shí)現(xiàn)了對(duì)鍍金Al2O3陶瓷與鍍金鈦環(huán)的連接，并獲得了可靠的接頭。對(duì)照現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明工藝簡(jiǎn)單，連接可靠，本發(fā)明鍍金Al2O3陶瓷與鍍金鈦環(huán)的成功連接，將鍍金Al2O3陶瓷與鍍金鈦環(huán)的連接件用于植入醫(yī)學(xué)器件中，如人造視網(wǎng)膜，能有效促進(jìn)其應(yīng)用，具有極大的經(jīng)濟(jì)與社會(huì)價(jià)值。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。
實(shí)施例1：一種人造視網(wǎng)膜中鍍金Al2O3陶瓷與鍍金鈦環(huán)的連接方法，其包括以下步驟：
(一)、將待連接鍍金Al2O3陶瓷和鍍金鈦環(huán)放入丙酮中超聲清洗5min~10min；
(二)、將Au箔片置于待連接的鍍金Al2O3陶瓷與鍍金鈦環(huán)的連接面之間，裝配成鍍金Al2O3陶瓷/Au箔片/鍍金鈦環(huán)的裝配件，其中Au箔片的厚度為50μm ，純度為99.99%以上；
(三)、將步驟(二)得到的裝配件放置在真空加熱爐中，施加壓力為4.5MPa，當(dāng)真空度達(dá)到1.5×10-3Pa時(shí)，通電加熱，控制升溫速度為15℃/min，升溫至950℃，然后保溫60min，再控制冷卻速度為5℃/min，冷卻至300℃，然后再隨爐冷卻，即完成鍍金Al2O3陶瓷與鍍金鈦環(huán)的連接。
本實(shí)施例采用Au箔片成功實(shí)現(xiàn)了對(duì)鍍金Al2O3陶瓷與鍍金鈦環(huán)的連接，在擴(kuò)散連接條件下，中間層Au箔片通過(guò)與Al2O3陶瓷的鍍金層和鈦環(huán)的鍍金層發(fā)生界面原子擴(kuò)散，形成了緊密的界面結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了整個(gè)陶瓷/金屬結(jié)構(gòu)的冶金連接。啟動(dòng)真空泵達(dá)到真空度要求后通電加熱并保溫，然后隨爐冷卻至室溫。通過(guò)控制釬焊溫度、保溫時(shí)間和施加壓力，以控制界面接觸及擴(kuò)散的程度，進(jìn)而達(dá)到控制接頭組織和性能的目的，成功實(shí)現(xiàn)了對(duì)鍍金Al2O3陶瓷與鍍金鈦環(huán)的連接，并獲得了可靠的接頭。連接后所得的鍍金Al2O3陶瓷/Au箔片/鍍金鈦環(huán)接頭組織致密，氣密性好。本發(fā)明可應(yīng)用于人造視網(wǎng)膜結(jié)構(gòu)中鍍金Al2O3陶瓷與鍍金鈦環(huán)的生物兼容性連接等領(lǐng)域。
實(shí)施例2：一種人造視網(wǎng)膜中鍍金Al2O3陶瓷與鍍金鈦環(huán)的連接方法，其包括以下步驟：
(一)、將待連接鍍金Al2O3陶瓷和鍍金鈦環(huán)放入丙酮中超聲清洗5min；
(二)、將Au箔片置于待連接的鍍金Al2O3陶瓷與鍍金鈦環(huán)的連接面之間，裝配成鍍金Al2O3陶瓷/Au箔片/鍍金鈦環(huán)的裝配件，其中Au箔片的厚度為10μm ，純度為99.99%以上；
(三)、將步驟(二)得到的裝配件放置在真空加熱爐中，施加壓力為12MPa，當(dāng)真空度達(dá)到1.3×10-3Pa時(shí)，通電加熱，控制升溫速度為10℃/min，升溫至900℃，然后保溫120min，再控制冷卻速度為3℃/min，冷卻至300℃，然后再隨爐冷卻，即完成鍍金Al2O3陶瓷與鍍金鈦環(huán)的連接。
本實(shí)施例采用Au箔片成功實(shí)現(xiàn)了對(duì)鍍金Al2O3陶瓷與鍍金鈦環(huán)的連接，在擴(kuò)散連接條件下，中間層Au箔片通過(guò)與Al2O3陶瓷的鍍金層和鈦環(huán)的鍍金層發(fā)生界面原子擴(kuò)散，形成了緊密的界面結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了整個(gè)陶瓷/金屬結(jié)構(gòu)的冶金連接。啟動(dòng)真空泵達(dá)到真空度要求后通電加熱并保溫，然后隨爐冷卻至室溫。通過(guò)控制釬焊溫度、保溫時(shí)間和施加壓力，以控制界面接觸及擴(kuò)散的程度，進(jìn)而達(dá)到控制接頭組織和性能的目的，成功實(shí)現(xiàn)了對(duì)鍍金Al2O3陶瓷與鍍金鈦環(huán)的連接，并獲得了可靠的接頭。連接后所得的鍍金Al2O3陶瓷/Au箔片/鍍金鈦環(huán)接頭組織致密，氣密性好。本發(fā)明可應(yīng)用于人造視網(wǎng)膜結(jié)構(gòu)中鍍金Al2O3陶瓷與鍍金鈦環(huán)的生物兼容性連接等領(lǐng)域。
實(shí)施例3：一種人造視網(wǎng)膜中鍍金Al2O3陶瓷與鍍金鈦環(huán)的連接方法，其包括以下步驟：
(一)、將待連接鍍金Al2O3陶瓷和鍍金鈦環(huán)放入丙酮中超聲清洗10min；
(二)、將Au箔片置于待連接的鍍金Al2O3陶瓷與鍍金鈦環(huán)的連接面之間，裝配成鍍金Al2O3陶瓷/Au箔片/鍍金鈦環(huán)的裝配件，其中Au箔片的厚度為120μm，純度為99.99%以上；
(三)、將步驟(二)得到的裝配件放置在真空加熱爐中，施加壓力為1MPa，當(dāng)真空度達(dá)到2.0×10-3Pa時(shí)，通電加熱，控制升溫速度為20℃/min，升溫至1050℃，然后保溫20min，再控制冷卻速度為10℃/min，冷卻至300℃，然后再隨爐冷卻，即完成鍍金Al2O3陶瓷與鍍金鈦環(huán)的連接。
本實(shí)施例采用Au箔片成功實(shí)現(xiàn)了對(duì)鍍金Al2O3陶瓷與鍍金鈦環(huán)的連接，在擴(kuò)散連接條件下，中間層Au箔片通過(guò)與Al2O3陶瓷的鍍金層和鈦環(huán)的鍍金層發(fā)生界面原子擴(kuò)散，形成了緊密的界面結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了整個(gè)陶瓷/金屬結(jié)構(gòu)的冶金連接。啟動(dòng)真空泵達(dá)到真空度要求后通電加熱并保溫，然后隨爐冷卻至室溫。通過(guò)控制釬焊溫度、保溫時(shí)間和施加壓力，以控制界面接觸及擴(kuò)散的程度，進(jìn)而達(dá)到控制接頭組織和性能的目的，成功實(shí)現(xiàn)了對(duì)鍍金Al2O3陶瓷與鍍金鈦環(huán)的連接，并獲得了可靠的接頭。連接后所得的鍍金Al2O3陶瓷/Au箔片/鍍金鈦環(huán)接頭組織致密，氣密性好。本發(fā)明可應(yīng)用于人造視網(wǎng)膜結(jié)構(gòu)中鍍金Al2O3陶瓷與鍍金鈦環(huán)的生物兼容性連接等領(lǐng)域。
實(shí)施例4：一種人造視網(wǎng)膜中鍍金Al2O3陶瓷與鍍金鈦環(huán)的連接方法，其包括以下步驟：
(一)、將待連接鍍金Al2O3陶瓷和鍍金鈦環(huán)放入丙酮中超聲清洗7min；
(二)、將Au箔片置于待連接的鍍金Al2O3陶瓷與鍍金鈦環(huán)的連接面之間，裝配成鍍金Al2O3陶瓷/Au箔片/鍍金鈦環(huán)的裝配件，其中Au箔片的厚度為70μm ，純度為99.99%以上；
(三)、將步驟(二)得到的裝配件放置在真空加熱爐中，施加壓力為8MPa，當(dāng)真空度達(dá)到1.6×10-3Pa時(shí)，通電加熱，控制升溫速度為17℃/min，升溫至1000℃，然后保溫45min，再控制冷卻速度為7℃/min，冷卻至300℃，然后再隨爐冷卻，即完成鍍金Al2O3陶瓷與鍍金鈦環(huán)的連接。
本實(shí)施例采用Au箔片成功實(shí)現(xiàn)了對(duì)鍍金Al2O3陶瓷與鍍金鈦環(huán)的連接，在擴(kuò)散連接條件下，中間層Au箔片通過(guò)與Al2O3陶瓷的鍍金層和鈦環(huán)的鍍金層發(fā)生界面原子擴(kuò)散，形成了緊密的界面結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了整個(gè)陶瓷/金屬結(jié)構(gòu)的冶金連接。啟動(dòng)真空泵達(dá)到真空度要求后通電加熱并保溫，然后隨爐冷卻至室溫。通過(guò)控制釬焊溫度、保溫時(shí)間和施加壓力，以控制界面接觸及擴(kuò)散的程度，進(jìn)而達(dá)到控制接頭組織和性能的目的，成功實(shí)現(xiàn)了對(duì)鍍金Al2O3陶瓷與鍍金鈦環(huán)的連接，并獲得了可靠的接頭。連接后所得的鍍金Al2O3陶瓷/Au箔片/鍍金鈦環(huán)接頭組織致密，氣密性好。本發(fā)明可應(yīng)用于人造視網(wǎng)膜結(jié)構(gòu)中鍍金Al2O3陶瓷與鍍金鈦環(huán)的生物兼容性連接等領(lǐng)域。