Keramikmetallisierung: Eine Schlüsseltechnologie zur Herstellung luftdichter Verbindungen zwischen Keramik und Metall

Die Realisierung einer Metall-{0}}Keramikstruktur hängt in erster Linie von einer luftdichten Verbindung zwischen Metall und Keramik, also einer Abdichtung, ab. Diese keramische Metallisierungsversiegelung wurde auf Basis der Metalllöttechnologie entwickelt. Im Gegensatz zum Metall-auf--Löten kann das Hartlot jedoch nicht in die Keramikoberfläche eindringen, sodass eine direkte Verbindung von Keramik und Metall nicht möglich ist.

Um das Problem der Durchdringung von Lot-zu-Keramik anzugehen, wurden nach jahrelanger praktischer Forschung zwei Methoden entwickelt: Keramik zu Metall und die Aktivmetallmethode. Bei ersterem wird die Keramikoberfläche mit einer Metallschicht beschichtet, die sich fest mit der Keramik verbindet-Keramik zu Metall ergibt-, während bei letzterem die Keramikoberfläche mit einer chemisch aktiven Metallschicht beschichtet wird. Die aktive Metallschicht ermöglicht das Eindringen von Lot und Keramik.

Die Realisierung einer Metallisierungskeramikstruktur hängt in erster Linie von einer luftdichten Verbindung zwischen Metall und Keramik, also einer Abdichtung, ab. Metall-Keramikdichtungen werden auf der Grundlage der Metalllöttechnologie entwickelt. Im Gegensatz zum Metall-auf--Löten kann das Hartlot jedoch nicht in die Keramikoberfläche eindringen, sodass eine direkte Verbindung von Keramik und Metall nicht möglich ist.

Metallisierungs-, Keramik- und Aktivmetallmethoden. Bei ersterem wird die Keramikoberfläche mit einer Metallschicht beschichtet, die sich fest mit der Keramik verbindet, bei letzterem wird die Keramikoberfläche mit einer chemisch aktiven Metallschicht beschichtet. Die aktive Metallschicht ermöglicht das Eindringen von Lot und Keramik. Derzeit gibt es zwei etablierte Methoden zum Versiegeln von Keramik und Metall: die Refraktärmetallmethode und die Aktivmetallmethode.

Die Refraktärmetallmethode:Auf die Oberfläche des Steatitporzellans wird ein Paddel aus Platin-, Wolfram- oder Rheniummetallpulver und einem Bindemittel aufgetragen oder eine kleine Menge Eisen oder Mangan hinzugefügt, um die Bindung zu verbessern. Dieses wird in einer Wasserstoff- und Stickstoffatmosphäre gesintert und anschließend mit dem Metall verschweißt. Typischerweise wird die Aluminium--Mangan-Methode verwendet.

Die Aktivmetallmethode:Auf die metallisierte Keramik wird eine Paste aus Eisenpulver oder Hydridpulver und einem Bindemittel aufgetragen. Lot (reines Silber, Silber-Kupferlot oder Niedertemperaturlote wie Blei, Zinn und Indium) wird ohne Sintern direkt auf die Metallteile aufgetragen und dann in einem Vakuum in einem Durchgang gebrannt.

1. Hervorragende Vakuumversiegelungsleistung, ohne Dichtungsverlust bei hohen Temperaturen.

2. Ausreichende mechanische Festigkeit.

3. Behalten Sie die elektrischen und mechanischen Eigenschaften bei, wenn Sie über einen längeren Zeitraum Temperaturen über der Betriebstemperatur ausgesetzt sind.

4. Widerstehen Sie drastischen Temperaturschwankungen.

5. Einfache Verarbeitung, geeignet für die Massenproduktion.

6. Die Dichtungsabmessungen sollten sehr enge Toleranzen aufweisen.

Metallisierte Keramik ermöglicht die Verbindung von Keramik mit anderen Keramiken oder Metallen durch eutektisches oder reines Metalllegierungslöten. Seit dem Aufkommen des Hartlötens von Keramik -auf - verlässt sich die Hartlötindustrie hauptsächlich auf die manuelle Anwendung feuerfester Metallisierungspasten zur Herstellung von Hartlötdichtungen. Bei komplexen Verbindungen tragen erfahrene Techniker die Paste mit verschiedenen Methoden sorgfältig auf. Bediener verbringen oft Minuten mit der Bearbeitung eines einzelnen Teils, um sicherzustellen, dass die aufgetragene Paste alle Maß-, Positions- und Dickenanforderungen für eine abgedichtete Verbindung erfüllt.

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