金属与硼硅玻璃场致扩散连接形成机理

以固体电解质硼硅玻璃与单晶硅和铝的连接为例 ,研究了玻璃—金属FDB连接过渡区的微观组织特征 ,分析了连接形成机理及主要工艺参数对连接过程的影响。提出了金属—氧化物过渡层—玻璃的接头结构形式及静电场条件下离子扩散及接合模型。测试采用SEM及超轻元素EDX、XRD ;试验采用专用键接焊机 ;工艺参数电压 4 0 0～ 80 0V ,外压力 0 .0 5～ 1MPa ,温度 2 5 0～ 4 0 0℃。研究认为 ,金属 /玻璃的界面接合成因于玻璃中负氧离子的扩散及界面复合氧化物的沉积形成。电压、温度、外压力及试件表面状态均是离子迁移和接合的主要影响因素。过渡区柱状组织结构对接合强度具有重要意义。

硼硅玻璃与单晶硅场致扩散连接形成机理分析

以固体电解质硼硅玻璃与单晶硅为实验材料 ,研究了玻璃—金属FDB连接过渡区的微观组织特征 ,分析了连接形成机理及主要工艺参数对连接过程的影响。提出了金属 -氧化物过渡层—玻璃接头结构形式及静电场条件下离子扩散及接合模型。研究认为 ,金属玻璃的界面接合归因于玻璃中负氧离子的扩散及界面复合氧化物的形成 ;呈横向柱状组织的复合氧化物对连接强度具有重要意义。

场致扩散焊接界面结合质量的超声无损评价

采用超声C扫描成像方法得到β-Al2O3陶瓷与纯铝的场致扩散焊接界面C扫描图像,用直方图最大熵值法对C扫描图像进行二值化处理,由二值化图像计算该界面的焊合率.通过研究不同工艺参数条件下试样的焊合率与剪切强度的关系,发现焊合率与剪切强度近似成线性关系,剪切强度随着焊合率的升高而升高,由此证明焊合率是反映界面结合质量的重要参数.用此方法对不同工艺参数条件下K4玻璃和纯铝的场致扩散焊接界面结合质量进行评价,发现焊接温度和外加电场电压的升高提高了试样的焊合率,改善了场致扩散焊接界面的结合质量.研究结果表明,超声C扫描方法适用于场致扩散焊接界面结合质量的评价,为场致扩散焊接,特别是低强度脆性材料的场致扩散焊接界面结合质量的评价提供了一种新方法.

玻璃与硅片场致扩散连接过程中的电流特性与断口分析

对K4 玻璃与硅片在大气中进行了场致扩散焊 (阳极焊 )焊接试验。结果表明 ,K4 玻璃与硅片在焊接温度为 30 0～ 4 5 0℃和焊接电压为 70 0～ 85 0V的范围内都能够实现较好的连接。试验还表明 ,阳极焊过程中的电流随时间的延长而降低并渐趋稳定、随焊接温度和焊接电压的降低而减小。利用扫描电镜和能谱分析等手段对拉伸断口及接头组织和成分进行了分析。

陶瓷(玻璃)与金属基复合材料场致扩散连接机理研究

采用自行研制的静电键合机对固体电解质硼硅玻璃和 β“ -氧化铝与铝基复合材料进行了静电场辅助的扩散连接试验。采用TEM、SEM、XRD等手段分析了结合界面微观结构。研究认为 ,结合区为金属 -氧化物过渡区 -陶瓷的结构形式 ,过渡区由表层过渡区和亚表层过渡区构成 ;连接过程主要包括静电键合和固相扩散接合两个阶段 ,界面离子聚集和迁移是产生阳极氧化和形成界面键合的主要机制 ,温度、电压和陶瓷 (玻璃 )的离子导电性是界面氧化物固相扩散接合的基本条件 ;电压、温度、压力及试件表面状态均为连接过程的主要影响因素。

陶瓷与金属场致扩散连接的应用及发展

阐述了陶瓷、玻璃等无机非金属材料与金属及金属基复合材料场致扩散连接的原理、应用及其发展前景。认为这种低温、低压、快速的连接方法特别适用于功能陶瓷材料与金属的连接 ,适用于微型仪表及机械的制造 。

陶瓷与金属扩散连接和场致扩散连接研究现状和进展

连接技术是材料加工和实际工程应用的热点内容,而扩散连接技术是实现陶瓷和金属可靠连接的主导方法之一。主要介绍了扩散连接的工艺、接头元素扩散与界面反应以及残余应力分析等,并在此基础上简介了场致扩散连接的工艺及其界面反应机理,突出了其温度低、时间短、压力小以及简便的工艺特点。

降低金属-陶瓷场致扩散连接中残余应力的措施

简要介绍了场致扩散连接的机理、特点及应用,指出了残余应力的存在对键合质量的影响。在分析金属-陶瓷场致扩散连接中残余应力产生原因的基础上,给出了降低这些因素影响的具体措施。

铝场致扩散连接中的电特性及界面电化学反应

由于铝具有良好的导热性和低密度,在电子封装及微型器件的制造中越来越受到人们的青睐,但是存在与其他材料的连接难题,本文就从铝与玻璃的场致扩散连接实验开始,从电学方程出发,通过分析连接过程中电特性的物理模拟,探索连接界面电场分布、电流峰值情况,并从电化学角度对界面反应过程加以综合分析。

K_4玻璃与Si片的阳极焊

介绍了K4 玻璃与硅的阳极焊过程 ,分析了阳极焊的结合机理并考察了温度和电压对焊接过程的影响。结果显示 ,在适宜的温度和电压下 ,可获得良好的K4 玻璃 硅片焊接接头。焊接温度为 30 0～ 40 0℃、焊接电压为 70 0～ 80 0V时 ,焊合率较高 ,且焊接接头的拉伸强度高于母材的拉伸强度。K4 玻璃良好的离子导电特性 。

铝与K_4玻璃的阳极焊

以铝与K4玻璃的阳极焊研究为例 ,分析了工艺参数对焊接过程的影响 ,指出如何减少或消除两者热膨胀系数不匹配而产生的影响是焊接的关键 ,分析了焊接温度与电压对焊合率及焊接电流的影响 ,并得出本实验过程中的最佳工艺参数范围为 2 5 0～ 40 0℃ ,60 0～ 80 0V。同时对其结合机理进行了进一步的探讨 ,发现玻璃与铝在阳极焊过程中形成以硅、铝、氧、钠。