一種氧化鋁陶瓷與金屬鉬的焊接方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明金屬焊接領(lǐng)域，涉及一種氧化鋁陶瓷與金屬鉬的焊接方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域中，很多結(jié)構(gòu)件都要涉及到陶瓷材料與金屬的連接。但由于二者的熱膨脹系數(shù)相差較大，對焊接提出了很高的要求，因此通常采用機械連接的方式進行連接。而機械連接勢必會給結(jié)構(gòu)件帶來一定的消極重量。
[0003]電真空行業(yè)中，傳統(tǒng)的金屬與陶瓷的焊接方法主要是先將95%的氧化鋁陶瓷進行金屬化，然后再將被金屬化的陶瓷金屬部分與金屬進行釬焊，實現(xiàn)金屬與陶瓷的焊接。然而，這個過程工藝復(fù)雜，涉及設(shè)備較多，加工周期長，工藝要求高，焊料延伸容易形成工件短路，焊料放氣容易影響真空腔體的真空度。
[0004]CN 1528714A公開了一種碳、陶瓷非金屬材料與金屬材料的連接方法，即對陶瓷或復(fù)合材料進行除油、活化、敏化以及預(yù)鍍的表面處理，再采用化學鍍鎳或銅的工藝實現(xiàn)陶瓷或復(fù)合材料表面金屬化，之后放到電鑄電解液中經(jīng)過20?40小時的電鑄，最后利用金屬電鑄鍍層的可焊性和塑性加工性能，把電鑄鍍層稍許加工后直接與金屬件焊接或螺紋連接?？梢娫摲椒ㄟ^程冗繁，工藝較為復(fù)雜耗時。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供了一種氧化鋁陶瓷與金屬鉬的焊接方法，該方法操作簡單，不需要對陶瓷進行金屬化處理。
[0006]為達此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0007]—種氧化鋁陶瓷與金屬鉬的焊接方法，所述方法包括以下步驟:
[0008](1)將所需的氧化鋁陶瓷棒、鉬柱和鉬片進行預(yù)處理，其中鉬柱的端面設(shè)有孔槽，鉬片上與鉬柱的孔槽相對應(yīng)的位置開設(shè)有通孔；
[0009](2)將預(yù)處理后的氧化鋁陶瓷棒插入預(yù)處理后的鉬柱上的孔槽中，再將鉬片置于鉬柱上插有氧化鋁陶瓷棒的一側(cè)，使氧化鋁陶瓷棒貫穿鉬片上的通孔；
[0010](3)在氧化鋁陶瓷棒與鉬柱和鉬片相接的位置處加入粘接劑，得到待處理工件；
[0011](4)將待處理工件置于溫度為1300?1500°C的真空爐中進行加熱處理，再經(jīng)降溫后制得工件。
[0012]其中，步驟(2)中將鉬片置于鉬柱上插有氧化鋁陶瓷棒的一側(cè)，使氧化鋁陶瓷棒貫穿鉬片上的通孔，此處設(shè)置鉬片目的是使氧化鋁陶瓷棒可以和薄壁零件進行焊接，鉬片的厚度為0.2?0.3mm。
[0013]步驟⑷中降溫為:自然冷卻至室溫(15?25°C )。
[0014]步驟⑷中真空爐的溫度可為1300°C、1350°C、1400°C、1450°C或1500°C等，進一步優(yōu)選為1400°C。
[0015]作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，所述氧化鋁陶瓷棒中氧化鋁的純度多99.5wt%，例如采用藍寶石棒。
[0016]優(yōu)選地，步驟⑴中所述鉬柱的端面周向均布有孔槽。
[0017]優(yōu)選地，所述氧化鋁陶瓷棒的根數(shù)為6根。
[0018]優(yōu)選地，所述鉬柱的端面孔槽的個數(shù)以及鉬片上通孔的個數(shù)均與氧化鋁陶瓷棒個數(shù)相同。
[0019]優(yōu)選地，所述鉬片的厚度為0.2?0.3mm，例如0.2mm、0.23mm、0.25mm、0.27mm或
0.3mmm等，進一步優(yōu)選為0.25mm。
[0020]作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，步驟(1)中所述預(yù)處理為:用有機溶劑對氧化鋁陶瓷棒、鉬柱和鉬片進行清洗。
[0021]優(yōu)選地，所述有機溶劑為丙酮或三氯乙烯，進一步優(yōu)選為丙酮，采用三氯乙烯可能會分解出有毒氣體，進而以丙酮為最優(yōu)選。
[0022]作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，步驟(3)中所加入的粘接劑為氧化鋁、二氧化硅、氧化鎂和六氟鋁酸鈉的組合物。
[0023]作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，步驟⑷中加熱處理的壓力為4?6X10 4Pa，例如4X10 4Pa、4.5X10 4Pa、5X10 4Pa、5.5X 10 4Pa 或 6X 10 4Pa 等，進一步優(yōu)選為 5X10 4Pa。
[0024]作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，步驟(4)中加熱處理的溫度為1000?1200°C，例如1000 °C、1030 °C、1050 °C、1070 °C、1100 °C、1130 °C、1150 °C、1170 °C 或 1200 °C 等，進一步優(yōu)選為 1100。。。
[0025]作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，步驟⑷中加熱處理的時間為15?30min，例如15min、17min、20min、23min、25min、27min 或 30min 等，進一步優(yōu)選為 20mino
[0026]作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，步驟(4)中制得的工件隔絕空氣保存。
[0027]優(yōu)選地，制得的工件置于真空柜或氮氣柜中保存。
[0028]作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，步驟(4)將待處理工件置于溫度為1400°C的真空爐中。
[0029]作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，所述方法包括以下步驟:
[0030](1)將所需的氧化鋁純度彡99.5wt%氧化鋁陶瓷棒、鉬柱和鉬片用有機溶劑進行清洗，其中鉬柱的端面周向均布有孔槽，鉬片上與鉬柱的孔槽相對應(yīng)的位置開設(shè)有通孔；
[0031](2)將預(yù)處理后的氧化鋁陶瓷棒插入預(yù)處理后的鉬柱上的孔槽中，再將鉬片置于鉬柱上插有氧化鋁陶瓷棒的一側(cè)，使氧化鋁陶瓷棒貫穿鉬片上的通孔；
[0032](3)在氧化鋁陶瓷棒與鉬柱和鉬片相接的位置處加入粘接劑，得到待處理工件；
[0033](4)將待處理工件置于真空爐中于4?6X10 4Pa壓力，1000?1200°C下進行加熱處理15?30min，再經(jīng)降溫后制得工件，制得的工件隔絕空氣保存。
[0034]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果:
[0035]本發(fā)明所述方法不需要對陶瓷進行金屬化處理，材料廉價且易購，制備方法簡單，容易操作，絕緣性能好；本發(fā)明通過采用按配比制備得到的粘接劑，結(jié)合真空高溫加熱處理，使制得的工件焊接接頭處的連接強度不低于lOOMPa，具有較高的焊接強度。該方法打破了傳統(tǒng)的金屬與陶瓷的焊接方法，全新工藝，提高了工作效率，節(jié)約資源，保護環(huán)境，其意義重大。
【附圖說明】
[0036]圖1是本發(fā)明所述的氧化鋁陶瓷與金屬鉬的焊接方法操作流體圖；
[0037]其中，1_鉬柱，2-氧化招陶瓷棒，3-鉬片，4_粘接劑。
【具體實施方式】
[0038]以下結(jié)合若干個具體實施例，示例性說明及幫助進一步理解本發(fā)明，但實施例具體細節(jié)僅是為了說明本發(fā)明，并不代表本發(fā)明構(gòu)思下全部技術(shù)方案，因此不應(yīng)理解為對本發(fā)明總的技術(shù)方案限定，一些在技術(shù)人員看來，不偏離發(fā)明構(gòu)思的非實質(zhì)性改動，例如以具有相同或相似技術(shù)效果的技術(shù)特征簡單改變或替換，均屬本發(fā)明保護范圍。
[0039]以下各實施例中所用的原料均為市售，并無特殊限制。
[0040]實施例1:
[0041]本實施例提供了一種氧化鋁陶瓷與金屬