КОВАР

1. Коефициент на термично разширение, съответстващ на твърдо стъкло и керамика (основно предимство): В температурния диапазон от -80 градуса до +450 градуса, средният коефициент на линейно разширение е 4.5 - 6.5 × 10⁻⁶ / градус, което е почти перфектно съчетано с боросиликатно стъкло и алуминиева керамика, осигурявайки херметичност и дългосрочна надеждност на запечатаният монтаж.
2. Отлично херметично запечатване: След предварително-третиране с окисление KOVAR образува химическа връзка с разтопено стъкло. Степента на изтичане след запечатване може да достигне < 1 × 10⁻⁹ Pa·m³/s, отговаряйки на изискванията за високо-надеждна електронна опаковка.
3. Добра пластичност и обработваемост: С отгрято удължение от 20-30%, той може да претърпи различни операции на формоване като студено валцуване, студено изтегляне, щамповане и механична обработка.
4. Превъзходна производителност на заваряване и запечатване: Може да се свърже с помощта на методи като TIG заваряване, електросъпротивително заваряване, заваряване с електронен лъч, лазерно заваряване и спояване, с висока якост на запечатване, когато е залепено към стъкло и керамика.
5. Добра стабилност на размерите: След стабилизираща обработка промените в размерите по време на дългосрочна-експлоатация са минимални, което го прави подходящ за прецизни електронни компоненти.
6. Съответства на множество международни стандарти: ASTM F15, UNS K94610, GB/T 15018 (4J29), MIL-I-23011 и др.

A:

Свойствата за -съответствие на разширяването на KOVAR произтичат от неговото прецизно контролирано съдържание на никел-кобалт и феромагнитни характеристики:

1. Разширени приложения на Invar Effect:
Свойствата на разширяване на KOVAR се основават на ефекта на Invar, но разширяват и изместват първоначално тесния температурен диапазон на ниско-разширяване (-100 градуса до +200 градуса ) към по-висок температурен диапазон (стайна температура до +450 градуса ) чрез добавяне на приблизително 17% кобалт и регулиране на съдържанието на никел до около 29%. Това съвпада идеално с температурния диапазон на омекване на боросиликатното стъкло.
2. Синергично действие на никел и кобалт:
Приблизително 29% никел и 17% кобалт в сплавта работят заедно, за да направят кривата на разширение на сплавта почти напълно съвпада с тази на твърдото стъкло в рамките на стайна температура до температурния диапазон на отгряване на стъкло. Това прецизно съвпадение гарантира, че по време на процеса на охлаждане на запечатване, свиването на метала съвпада точно със стъклото, предотвратявайки прекомерно остатъчно напрежение в интерфейса на уплътнението.
3. Връзка между точката на Кюри и работната температура:
KOVAR има точка на Кюри от приблизително 415 градуса, а горната граница на работната му температура (около 450 градуса) попада точно в температурния диапазон на отгряване на боросиликатно стъкло. Това не е съвпадение, а основен аспект на конструкцията на сплавта-когато сплавта преминава от феромагнитна към парамагнитна, нейната промяна в коефициента на разширение се синхронизира с промяната в характеристиките на разширение на стъклото, като се постига съответствие в целия температурен диапазон.

Топлинната обработка на KOVAR има решаващо въздействие върху крайната микроструктурна стабилност, точността на размерите и херметичното запечатване:
1. Отгряване (облекчаване на напрежението, хомогенизиране на структурата):
Загрейте до 800-900 градуса, задръжте за 0,5 до 1 час, след това охладете в пещта или въздушно охлаждане със скорост, по-малка или равна на 300 градуса на час, за да получите стабилна аустенитна структура и еднакви характеристики на разширение.
2. Стабилизираща обработка (препоръчва се за части с висока-прецизност):
Задръжте при 300-400 градуса за 1 до 4 часа, след това бавно охладете до стайна температура, за да елиминирате остатъчните напрежения, да стабилизирате аустенитната структура и да минимизирате отклонението на размерите по време на последваща употреба.
3. Предварително окисляване (за запечатване на стъкло):
Задръжте при 900-1000 градуса за 15 до 30 минути във влажна водородна атмосфера или азотна атмосфера с подходящо количество кислород, за да се образува плътен оксиден филм с дебелина 2-5 μm, осигуряващ добро запечатване със стъкло. Основният компонент на оксидния филм е (Co,Ni)Fe₂O₄ структура на шпинел.
4. Лечение за облекчаване на стреса (след машинна обработка):
Задръжте при 200-300 градуса за 1 до 2 часа, след това охладете на въздух, за да предотвратите деформация, причинена от напрежение при рязане.
Забележка: KOVAR е склонен към растеж на зърна при високи температури, така че температурата и времето на отгряване трябва да бъдат строго контролирани. Пре-обработката с окисление е критичен процес при херметичното запечатване на стъкло, тъй като дебелината и еднородността на оксидния филм пряко влияят върху здравината на свързване и херметичността на уплътнението.

Ефективна работна температура (със стабилно разширяване, съответстващо на характеристиките):
Препоръчително е да бъде -80 градуса до +450 градуса. В рамките на този температурен диапазон той може да поддържа коефициент на топлинно разширение, съответстващ на твърдото стъкло и отлични газонепропускливи характеристики на уплътняване. Оптималният температурен диапазон на запечатване е 300 градуса до 450 градуса.
Температура-на краткотрайна експозиция:
До +500 градуса, но коефициентът на топлинно разширение ще се увеличи значително, което може да повлияе на надеждността на уплътнението.
Ефективност при ниски-температури:
KOVAR поддържа добра здравина и издръжливост под -80 градуса, но неговият коефициент на топлинно разширение може леко да се отклонява от този на стъклото. За приложения при ултра-ниски температури, надеждността на херметичното запечатване трябва да се оценява въз основа на специфични работни условия.
Ограничения за високи-температури:
Когато температурата надвиши 415 градуса (точка на Кюри), сплавта преминава от феромагнитна към парамагнитна, което води до значителни промени в нейните характеристики на разширение и намалено съответствие със стъклото. Следователно KOVAR не е подходящ за среда с висока-температура над 450 градуса.

KOVAR показва отлични характеристики на херметично запечатване и е незаменим ключов материал в индустрията за електронни опаковки:
1. Херметично запечатване със стъкло:
След предварително -третиране с окисление KOVAR образува плътен оксиден слой (дебелина 2-5 μm) върху повърхността си. По време на процеса на запечатване на стъкло (при приблизително 900-1000 градуса), разтопеното стъкло се свързва химически с оксидния слой, за да създаде херметически затворен интерфейс с висока якост. Скоростта на изтичане след запечатване може да достигне < 1 × 10⁻⁹ Pa·m³/s (откриване на теч с хелиева масспектрометрия).
2. Запечатване с керамика:
KOVAR може да бъде запечатан към керамика като алуминиев оксид и берилиев оксид чрез активно спояване с метал (напр. TiCuAg добавъчни метали) или директно свързване, което го прави подходящ за високо-надеждни керамични опаковки.
3. Ключови контролни точки: Трите ключови контролни елемента за Kovar и стъкленото херметично запечатване са:
Дебелина на оксидния филм: 2-5 μm. Твърде тънкият ще доведе до недостатъчна якост на запечатване, а твърде дебелият ще доведе до отлепване на оксидния филм.
Температура на запечатване: 900-1000 градуса, съответстваща на точката на омекване на стъклото
Скорост на охлаждане: Изисква се бавно охлаждане (по-малко от или равно на 300 градуса на час), за да се предотврати термичният шок да причини напукване на стъклото.
4. Надеждност:
Херметичните компоненти на KOVAR могат да издържат над 1000 температурни цикъла между -80 градуса и +450 градуса, без да превишават нивата на течове или да изпитват механична повреда.

Частична замяна е възможна, но тя трябва да бъде оценена въз основа на специфични температурни диапазони и изисквания за уплътнителен материал:
Предимства на KOVAR:

1. Съвпадайки с коефициента на термично разширение на боросиликатното стъкло в диапазона от -80 градуса до +450 градуса, това е най-широко използваната и технически зряла запечатваща сплав в областта на електронните опаковки.
2. Добра обработваемост и заваряемост, което позволява да се оформя в различни форми.
3. Висока якост на уплътнение и добра херметичност, с ниска скорост на изтичане < 1 × 10⁻⁹ Pa·m³/s.
4. Има добри свойства за съвпадение на топлинното разширение, подобни на тези на алуминиевата керамика.

Ограничения на KOVAR:
1. Разлики в съвместимостта с различни видове стъкла:
То е несъвместимо с натриево-калциево стъкло (коефициент на разширение приблизително 9 × 10⁻⁶ / градус) и вместо него трябва да се изберат други уплътнителни сплави (като 4J28).
2. Разлики от заваряване с обикновена неръждаема стомана:
При заваряване с аустенитна неръждаема стомана трябва да се обърне внимание на напрежението, причинено от разликите в коефициента на топлинно разширение.
3. Inadequate high-temperature (>500 градуса) производителност:
Коефициентът на топлинно разширение се увеличава значително над точката на Кюри, което го прави неподходящ за среди с ултра-висока-температура.

4. Несъответствие със стъкло с ниско-разширяване:
За кварцово стъкло (с коефициент на разширение приблизително 0,5 × 10⁻⁶ / градус) трябва да се изберат уплътнителни сплави с ниско-разширение (като 4J36).

Препоръки за избор на материал:
За специфичен избор на материал, моля, предоставете подробни работни условия (тип на уплътнителния материал, температурен диапазон, среда на околната среда, експлоатационен живот). Ние можем да ви помогнем с технически и икономически сравнителен анализ, за ​​да ви помогнем да направите оптималния избор между KOVAR и други видове уплътнителни сплави.
За оферти за специфични спецификации, протоколи от тестове на материали или листове с технически параметри, моля, свържете се с нашите инженери по продажбите. Ние поддържаме персонализиране на размери, условия на топлинна обработка и повърхностни обработки според изискванията и предоставяме пълен набор от международно сертифицирани документи.