Соединения спаи стекла с металлом

Принципы пайки. Соединение является результатом химического и физического взаимодействия в очень тонкой поверхности раздела между керамикой и металлом или керамикой и стеклом, применяемым в качестве промежуточного материала между керамикой и металлом. Разработан ряд методов получения наилучших соединений в этих спаях эти методы сведены (В табл. 2-41, где даны ссылки и на разделы, в которых они описаны. [c.142]

Поскольку благодаря большой прочности стекла при сжатии этот тип усилия предпочтительнее, то спаи типа А или В для случая ст < амет представляются наиболее приемлемыми для согласованных спаев. Внешние цилиндрические спаи (типа Б) могут оказаться удовлетворительными, при условии, что термическое несоответствие мало (< 0,05%), а прочность соединения металла со стеклом высока. Если условия получения согласованного спая выполнить не удается, то можно получить другой тип спая, в котором избыточные усилия снимаются пластической деформацией металла [271]. Они могут быть изготовлены в форме стержней, лент, дисков или трубок с заточкой кромки как из легкоплавких, так и из тугоплавких стекол. Самым подходящим металлом в этом случае является медь, поскольку она обладает хорошей связью со стеклами и невысоким пределом текучести. В спаях этого типа могут использоваться также Р1, Ре и Мо. Наиболее распространенной формой несогласованного спая является трубчатая с заточкой кромки, представленная на рис. 62. Запаиваемый в стекло край металлической трубы заострен для минимизации сопротивления к деформации при усадке стекла. Обычно толщина заточенной кромки составляет 0,05—0,08 мм, а длина заточки вдвое превышает длину впаиваемой части. В зависимости от назначения соединения применяются наружные (стекло только снаружи металлической трубки), внутренние (стекло только внутри металлической трубки) или двусторонние спаи (рис. 62). В последнем случае длину внутренней части спая рекомен- [c.264]

Дисковым спаем называют соединение торца стеклянной трубки с плоскостью металлического кольца или диска. Конструкции дисковых спаев представлены на рис. 67. Для дисковых спаев применяют металлы, согласующиеся и не согласующиеся со стеклом. В первом случае толщина диска не имеет существенного значения на практике обычно впаивают диски толщиной 3—4 мм (см. Впаивание диска монокристалла кремния в стекло). Толщина диска для изготовления несогласованных спаев, например медь — стекло, должна быть не более 0,25 мм. [c.149]

Контроль спаев стекла с металлом. Некоторые диэлектрические материалы могут иметь участки, плотно соединенные с металлом, например спай стекла с металлом у электронных изделий. В этом случае нет необходимости в применении веществ, легко отдающих электроны, так как металлы их содержат в достаточном количестве. [c.661]

Перечисленные выше металлы могут быть спаяны с трубчатым стеклом с диаметром до нескольких сантиметров спай выдерживает нагрев до температуры 400° (рис. 47). Соединения между стеклами с совершенно различными коэффициентами расширения можно изготовить при помощи ряда промежуточных стекол такой спай позволяет осуществить соединение между совершенно различными стеклами, например между плавленым кварцем и боросиликатным стеклом. При изготовлении стыковых соединений два стекла должны быть очень тщательно спаяны, так чтобы в месте спая произошло смешивание стекол и более плавный переход от одного стекла к другому и тем самым от одного коэф- [c.148]

Сплавы с заданным и высоким коэффициентом теплового расширения используют для спаев с различными стеклами, керамикой, слюдой и другими диэлектриками в радиолампах и электроннолучевых приборах, для деталей измерительных приборов с постоянными размерами, для согласованных соединений с легкими металлами. [c.170]

Осуществлять соединение металла с фарфором или другими керамическими материалами, подобными Калиту или стеатиту, можно, используя специальные стекла. При этом в ряде случаев поступают так металлическую трубку в горячем состоянии насаживают на керамику трубка находится под сильным напряжением и воспринимает расширение керамической массы. Фарфор и другие материалы можно иногда также соединять с металлом, покрывая глазированный фарфор сначала слоем платины способом вжигания, а затем электролитическим путем, наращивая на этот слой медь толщиной 0,2 мм. Соединения можно также достигнуть спайкой мягким или твердым припоями [26]. При спаивании неглазурованного фарфора с платиной на место спая лучше наносить слой графита. Недавно удалось разработать метод прочного соединения спаиваемого металла со стеклом, керамическими массами или графитом при нагревании с гидридом титана до 480° в условиях высокого вакуума. [c.15]

Сборка прибора. Перед тем как заняться сборкой прибора, надлежит внимательно ознакомиться с содержанием этой и предыдущей глав. Прибор необходимо собирать тщательно, не торопясь, и соединять отдельные его части аккуратно и осторожно во избежание их поломки. Подгонку пробок и отдельных соединений следует производить до закрепления прибора на штативе. Закрепляемые в держателях штатива стеклянные части приборов обертывают полосками бумаги или асбеста, чтобы металл держателя не соприкасался со стеклом. Пробирки и колбы, имеющие припаянные боковые трубки, следует зажимать в держатели (лапки) штатива по возможности выше спая. [c.31]

Одной из часто встречающихся при разработке электрофизической аппаратуры задач является получение прочных, а зачастую и вакуумноплотных металл остеклянных и металлокерамических соединений. Главное требование здесь - близость температурных коэффициентов линейного расширения (ТКЬ) металла и стекла или керамики, и существует целый ряд сплавов, разработан ных специально для этих целей. Так, для получения надежных спаев с вакуум- [c.16]

Особую группу клеящих материалов образуют стеклокристаллические цементы [38, 39], в которых при термообработке вначале происходит растекание исходного стекла, а затем кристаллизация. Они служат для спаивания различных стекол друг с другом, с керамикой и металлом, а также металла с металлом. Ими можно спаивать материалы с различными коэффициентами линейного расширения при небольших напряжениях в спае. Стеклокристаллические цементы имеют высокую теплостойкость и механическую прочность. Создан целый класс таких материалов с температурами кристаллизации от 420 до 850° и соответственно с максимальной температурой эксплуатации от 420 до 750°. Стеклокристаллические цементы обеспечивают вакуумноплотное соединение деталей электровакуумных приборов. [c.18]

Когда в состав вакуумной системы включены стеклянные части, возможно появление течи в местах соединения металла со стеклом (замазки и т. д. ) и в местах спайки стекла со стеклом (из-за трещин в стекле и кранах). В спаях металла со стеклом устранение течи зависит от характера спая. В случае, когда течь обнаружена в соединении, уплотненном замазкой, необходимо либо переделать соединение, либо заменить его другим. В других случаях для устранения течи можно использовать такой уплотняющий материал, как глипталь. Небольшие течи в стеклянных ча- [c.244]

При соединении двух разнородных материалов одинаковой толщины (Лп = Лм). напряжения в системе не превышают предела текучести того материала, который обладает более выраженными пластическими свойствами. То же правило действительно и при спаивании металлов с керамикой и стеклом. Например, удается спаять чистую медь с окисью алюминия, несмотря на то, что коэффициент расширения меди вдвое выше, чем окиси алюминия. Напряжения в спае снижаются благодаря подвижности частиц меди. Медь начинает течь еще до того, как напряжения в покрытии превысят опасный предел. Мерой технического предела текучести металлов обычно служит то напряжение, при котором остаточная деформация образца достигает 0,2% (Ро,2)- [c.230]

Спайка стекла с металлами. Потребность в таких спаях вызывается необходимостью осуществления герметичных токоподводящих вводов через стекло и надежных соединений стеклянных участков трубопровода с металлическими, например присоединения стеклянной арматуры к металлическим пароструйным насосам и т. п. [c.279]

Выполнение спаев стекло — металл лучше всего поручить опытному стеклодуву. Для достижения прочного и надежного в работе соединения стекло должно хорошо смачивать металл и удерживаться на нем. Это требует тщательной предварительной подготовки поверхности металла. Хорошо выполненное соединение вакона или ваковита со стеклом должно быть серого цвет и иметь матовую поверхность. [c.19]

В вакуумных системах, работающих при комнатной температуре, можно осуществить соединение и других пар материалов. Например, стеклянная трубка может быть сделана электропроводящей различными путями [120, 1041, 1434, 1925]. Так, ее можно покрыть электроосажденным слоем меди или другого металла и затем припаять к хорошо подогнанной металлической трубке. Стекло можно покрыть платиной или посеребрить, применяя специальные растворы, которые в пламени образуют поверхностное покрытие металла на стекле [1318, 1962, 1991] стекло с нанесенным металлом в дальнейшем может быть спаяно с металлической деталью. Слюда спаивается со стеклом или металлом, образуя вакуумно-плотное соединение, при использовании измельченной эмали в качестве флюса [509, 1185]. Керамика может быть спаяна с металлом [1044] кварц — с пирексом при использовании хлорида серебра в качестве цементирующего вещества [2197]. Фарфор спаивается с трубками из пирекса с диаметром менее 1,25 сл [1962] стекло — с сапфировыми трубками [1472] или с материалами, подобными фториду кальция [788], сапфир может быть спаян с металлом [1374]. [c.149]

На рис. 2-71 показаны примеры расположения опаиваемых деталей и катушки. При изготовлении дисковых спаев или спая цилиндрической металлической части со стеклом катушка индуктивности должна быть точно отцен11рована и рааполо-жена па нужной высоте (для нагрева металла именно 1в том участке, который должен быть соединен со стеклом — ом. рис. 2-71,а, б). На рис. 2-71,е схематически показано устройство для спаивания стеклянной трубки 2 с металлической трубкой 3. Последняя нагревается высокой частотой с помощью катушки У железное кольцо 4 служит концентратором (см. также рис. 2-44). Под действием собственного веса стеклянная трубка 2 опускается вниз и ее размягченный конец обволакивает торцевую часть металлической трубки 3. Стеклянная трубка при этом должна быть снабжена направляющей деталью 5 кроме того, на 11рубке следует предусмотреть стопорный Быступ 6 для ограничения глубины образуем ого Спая. Эта методика может применяться, в частности, для изготовления спая 110 [c.110]

Конец стеклянной трубки 1 (рис, 2-102А) покрывается серебряной краской 2. Затем эта краска вжигается в трубку для создания прочного проводящего покрытия. Восковой вкладыш 3 вводится в покрытый конец трубки для того, чтобы создать (поддержать) форму будущей соединительной медной трубки. Этот вкладыш делают электропроводящим, покрыв его слоем 4 быстросохнущей серебряной краски. Затем гальванически на всю новер.хность наносят слой меди 5. После удаления воскового вкладыша нагревом всего узла получают вакуумноплотное соединение между стеклянной (или керамической) трубкой и гальванически созданной медной трубкой. Подобная технология может быть использована при получении вакуумноплотных соединений между трубками из кварца и пирекса, керамики и стекла (или металла), а также при изготовлении окошечных спаев стекла для металлических ка мер. [c.157]

Следует учесть, что в процессе нагрева при температуре 500° в оргапосиликатном материале имеет место интенсивная термодеструкция органической части связующего. При этом эластичность материала резко снижается и пленка клея по своим свойствам приближается к керамике. В клеевом соединении в таком случае возникают напряжения, обусловленные разностью коэффициентов термического расширения склеиваемой пары и самого клея. Подобная ситуация хорошо известна конструкторам и технологам, разрабатывающим спаи стекла с металлом и керамики с металлом. В этой области техники накоплен большой опыт, позволяющий путем подбора материалов и конструкций узлов получать вакуумноплотные соединения. Мы полагаем, что если этот опыт применить к соединениям, полученным с помощью органосиликатных материалов, то удастся создать герметичные соединения, выдерживающие нагрев до 500°. Этот вывод подтверждается тем, что, как видно из кривых на рис. 77—80, материалы [c.147]

Спай металла со стеклом не должен содержать пузырьков (разд. 2, 4-5), так как пузырыки газа, содержащиеся в участке соединения металла и стекла, делают спай механически непрочным в таком спае, кроме того, легко образуется течь. Источником образования пузырьков 1в спае является газ, выделяющийся из металла. В процессе нагрева при изготовлении спая (разд. 2, 1-1) особенно сильным газовыделением отличаются никель, железо и их сплавы (если эти металлы предваритель- [c.108]

Полностью прогреваемые системы. Эта категория включает в себя системы, сконструированные таким образом, что в них могут прогреваться не только корпус, но и базовая плата вместе с ее уплотнением, а также и все элементы, подсоединенные ниже этой платы . Основная трудность этой задачи связана прежде всего с прогревом соединений. Можно использовать стеклянные системы на основе спаев стекла с металлом или стекла со стеклом. Однако применение таких систем ограничено из-за относительно небольших характерных для них размеров и сложности процедуры их вскрытия и герметизации. Такие системы можно сделать также разборными, если использовать для уплотнения металлические прокладки, см. разд. 4Б, 3). Тип корпуса вакуумной камеры определяется в первую очередь выбором метода соединения. Паяные стеклянные соединения обусловливают использование небольших стеклянных колб или ламп, тогда как ка основе соединений с металлическими прокладками можно создавать универсальные металлические камеры больших диаметров (для исследовательских работ). Для отжига камера, базовая плита и все подсоединяемые к ней компоненты накрываются электрическими печами. В прогреваемых системах одинаково часто применяются как диффузионные, так и геттеро-ионные насосы. Варианты конструкций таких систем обсуждаются в работе Зафирополоса и де Теддео [297]. Использование диффузионного насоса в таких системах требует более тщательного устройства отражателей и ловушек, чем это требуется для стандартных оперативных на-пылительных установок. Для увеличения быстроты откачки и улучшения предельного вакуума широко практикуется дополнительная откачка с помощью криопанелей или геттерных насосов. Как оказалось, очень эффективным способом задержки обратной миграции масла из насоса является установка на высоковакуумной стороне колпака титано-геттерного насоса последовательно с цеолитовой ловушкой [298]. [c.299]

Соединение металла со стеклом. При соблюдении определенных условий металлы легко и надежно спаиваются со стеклом. Так, медную трубку можно спаять с обыкновенным тюрингским стеклом. Для этого ее растачивают на конце до толщины 0,1 мм, накаливают в горячей части пламени до светло-красного каления, наплавляют на нее стеклянную нить, а на последнюю насаживают затем стеклянную трубку (рис. 2). Впаивание в стекло металлических деталей, особенно проволоки, можно осуществить достаточно надежно лишь при условии, что коэффициенты термического расширения металла и стекла в интервале температур от комнатной до температуры рекристаллизации отличаются не более чем на 10%. Это имеет место, например [c.19]

Еще одно требование относится к хорошей адгезии между стеклом и металлом. Большинство металлов при спаивании со стеклом образуют тонкую вязкую окисную пленку, и стекло обычно прилипает к ней. Окисная пленка должна сама быть эластичной и сокращаться при расширении стекла и металла. Этот процесс может произойти без нарушения адгезии только в том случае, если слой достаточно тонок. О состоянии металлической поверхности часто судят по ее цвету, и это является методом оценки качества спая [1812]. В спае также должны отсутствовать пузырьки, образованные при соединении стекла и металла растворенным газом из металла или (в случае металлов, содержащих двухвалентное железо, и сплавов) углеродом из металла, который диффундирует к поверхности, где он реагирует с окисной пленкой и образует окись углерода. Такие металлы, как платина и вольфрам, не требуют обез-гаживания. Другие сплавы для спайки получают в обезгаженном виде плавкой в вакууме. Многие сплавы, содержащие железо, должны быть обезугле- [c.147]

Металл и стекло могут образовывать вакуумпрочные соединения, если коэффициенты их расширения в интервале температур от комнатной до температуры превращения стекла отличаются не более чем на 10% необходимым условием является также достаточная прочность сцепления в месте спая. При достаточно высокой температуре (1000—1100°) можно надежно спаять платину с тюрингским или иенским нормальным стеклом 16 лучше всего это удается при использовании сплавляющегося с платиной свинцового стекла, которое рекомендуется применять при впаивании толстой платиновой проволоки. В этом случае впаиваемую проволоку сильным прокаливанием освобождают от газов, затем при нагревании в окислительном пламени обвивают небольшим количеством вязкого стекла того же сорта и вставляют в стеклянную трубку с соответствующим отверстием. Техника располагает целым рядом менее дорогостоящих сплавов, которые при соблюдении соответствующих условий превосходно спаиваются с мягкими стеклами. Обстоятельное изложение этого вопроса дают Эспе и Кнолль [1, 24]. Здесь следует указать лишь Ре-Сг-сплавы с 25—30% Сг и Ре-М1(Со)-сплавы (ковар, вакон), коэффициенты расширения которых можно подобрать соответственно сорту стекла. При небольшой толщине проволоки из сплава с подходящим коэффициентом расширения ее часто покрывают тонким слоем меди, так как этот металл исключительно прочно пристает к стеклу. Медь, подобно хромоникелю, из-за высокого коэффициента расширения нельзя вплавлять в стекло, однако спаивание (соединение с эластичными, очень тонкостенными трубками) возможно. [c.15]

В этом случае чашка изго-т0(вляется из двух концентрических колец, которые свариваются одно с другим (разд. 2, 2-3), а провод- ник лри этом шрипаивается к внутреннему кольцу. Можно выполнить ВВОД, представляющий собой короткую трубку из стекла пирекс с припаянными к ней с двух сторон труб.ками нз нержавеющей стали. Одна трубка из нержавеющей стали припаивалась к вакуумной камере, а в другую впаивался электрический проводник. Соединение стекла с металлом представляло собой пружинящий деформируемый спай Хаускипера (см. рис. 2-83) [Л. 132]. [c.283]

Соединение двух таких разнородных материалов, как стекло и металл требует тщательного рассмотрения их физических и химических свойств. Обзор этих свойств вместе с общепринятыми методами пайки был сделан Ротом [248] и Колом [263]. Поскольку спай формируется при высоких температурах и два материала по-разному меняют свои размеры при последующем охлаждении, на контакте появляются значительные деформирующие усилия. Сглаживание этих напряжений и улучшение адгезии обычно [c.261]

Коваровая крышка 2 ввинчивается в стальной кожух 4, сделанный из немагнитной стали, вместе со стеклянным корпусом 5. Игольчатый вентиль / служит для наполнения и опорожнения стеклянного корпуса. Верхняя часть вентиля оканчивается трубкой для резинового шланга. Мешалка 7 представляет собой оплавленный стеклом магнит, который передвигается вверх и вниз кольцевым соленоидом 6, надеваемым поверх кожуха. При изготовлении узла соединения стеклянного корпуса с коваром вначале отжигают ковар в атмосфере водорода, а спай готовят так, чтобы стекло охватывало металл с обеих сторон. Двухсторонний спай вьщерживает давление до 120 атм (2 МПа). [c.540]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология