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可伐合金發(fā)展歷程
19世紀初,已開始用鉑作為封接材料與軟玻璃封接。1879年,愛迪生(T.Edison)發(fā)明的白熾燈泡以及早期的電子管和X射線管通過玻璃的引出線都用鉑絲。在 1896年法國吉堯姆 (C.E.Guillaume)制成因瓦(Invar)合金(36Ni-Fe)以后,又派生出了代替鉑的46Ni-Fe封接合金,這是早的封接合金。后來進一步改進這種合金,在表面覆一層薄銅,這種覆銅的42Ni-Fe絲(俗稱杜美絲,Dumet Wire)用作非匹配軟玻璃封接引出線一直使用到70年代。隨著電真空技術的發(fā)展,出現(xiàn)了熔點高、熱穩(wěn)定性好、熱膨脹系數(shù)更低的硬玻璃。初期采用鉬或鎢與硬玻璃封接。20世紀30年代出現(xiàn)了與硬玻璃封接的稱為可伐 (Kovar)的Fe-Ni-Co合金;此外,還出現(xiàn)了與軟玻璃封接的Fe-Ni-Cr系、Fe-Cr系、Fe-Ni-Cu系等封接合金。
第二次世界大戰(zhàn)后,隨著超高頻、大功率電真空器件的發(fā)展,出現(xiàn)了與氧化鋁、氧化鈹?shù)忍沾煞饨拥暮辖?。對膨脹合金提出兼具高導熱、高導電、無磁性等物理性能的要求。為此采用了復合膨脹合金(如覆銅的可伐合金帶材和絲材)、含難熔金屬的封接合金 (如Ni-Mo、Ni-Mo-W系等),但用量都不大。
可伐合金毛細管因管徑有的細如毛發(fā)故稱毛細管。
執(zhí)行標準:YB/T 5231-2005。
熔煉與鑄造工藝 用非真空感應爐、真空感應爐或電弧爐熔煉。
用途:在一定的范圍內具有一定的膨脹系數(shù),在電真空工業(yè)中和軟玻璃或相應陶瓷進行匹配封接。
可伐合金合金具有以下特性:合金在0~450℃具有與硅硼硬玻璃相近的線膨脹系數(shù),居里點較高,并有良好的低溫組織穩(wěn)定性,不與汞作用。合金的氧化膜致密,能很好地被玻璃浸潤。
可伐合金的金相結構:合金為奧氏體組織
應用范圍應用領域有:合金是國際通用的典型的Fe-Ni-Co硬玻璃封接合金,經航空工廠長期使用,性能穩(wěn)定。
用于電真空元器件如發(fā)射管、振蕩管、引燃管、磁控管、晶體管、密封插頭、繼電器、集成電路的引出線、底盤、外殼、支架等的玻璃封接。
可伐合金常見類型:玻璃封接用鉻鐵合金
和玻璃封接用的鉻鐵合金是含鉻28%的鉻鐵合金,又稱做高鉻鋼或28號膨脹合金。合金中由于加入了鉻,使膨脹系數(shù)降低,因此可與軟玻璃進行匹配封接。含鉻量高的鉻鐵合金,一般在室溫至熔點溫度的全部范圍內將是鐵氧體的狀態(tài),所以也稱做鐵氧體的鉻鐵合金。這種合金在封接前需在濕氫中加熱到950℃,使表面形成灰綠色的、薄而致密的CrO3及Fe2O3的氧化層,這種氧化層能很好地溶入玻璃并形成草綠色或褐綠色的封接面。這種合金的特點是,由于含鉻量大于28%,因而其相變點特別高。一般顯像管的第二陽極引線帽及彩色顯像管中屏上固定蔭罩框架的錐頭。圓掃描示波管的偏轉電極針等,以及盤形芯柱的管針,均是由高鉻鋼制的。過去當顯像管玻璃錐體的壓制工藝未解決時,曾用高鉻鋼作成金屬錐體,再和玻璃屏進行封接,這在一些老式顯像管中還可看到。然而必須注意,當加熱到800-1200℃以上時,將產生奧斯丁體鐵,這種奧斯丁體的膨脹系數(shù)要比鐵氧體的鉻鐵合金大得多,并且在較低溫度時,仍能穩(wěn)定地保存在合金中,在這種情況下,將使膨脹系數(shù)改變,因而就會出現(xiàn)膨脹系數(shù)特性曲線不正常的危險,而使材料不適合和玻璃封接。因此,鐵氧體的鉻鐵合金無論是在冶煉生產中或是在使用中,對于奧斯丁體的出現(xiàn),必須給予很大的注意。
鉻鐵合金沒有氧化的危險,所產生的綠到鼠灰色的氧化鉻及氧化鐵表面層,是非常牢固地附著在合金絲上,并且在封接過程中還可防止進一步的氧化。
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