高纯氧化铝陶瓷表面形貌对Mo-Mn法金属化封接强度的影响

本文通过不同烧结温度制备出两种显微结构的高纯Al2O3陶瓷,采用四种不同的加工方式,制备出不同表面状态的高纯Al2O3陶瓷样品。利用轮廓仪测量样品表面粗糙度,并利用扫描电镜对其表面显微形貌进行分析。然后,将各种不同表面形貌的高纯Al2O3陶瓷进行高温Mo-Mn法金属化,并用Ag焊料进行封接。最后,测试出不同表面形貌的高纯Al2O3陶瓷金属化封接强度,进而研究高纯氧化铝陶瓷表面形貌对其Mo-Mn金属化封接强度的影响。结果发现,表面未加工高纯Al2O3陶瓷金属化封接强度高、一致性最好。

氧化铝基陶瓷Mo-Mn法金属化机理分析及实验研究

本文从玻璃相扩散迁移、Mo的化学态和添加Mn的作用几个方面对氧化铝基陶瓷高温Mo-Mn法金属化机理进行了分析和总结,给出了高纯氧化铝陶瓷(包括99氧化铝陶瓷、透明氧化铝陶瓷)一些实验研究结果。通过对实验结果的分析和讨论,指出了高纯氧化铝陶瓷金属化配方设计、工艺参数控制等方面应把握的技术要点。实验研究结果对工程中高纯氧化铝陶瓷的金属化和封接工作具有一定的指导作用。

AlN陶瓷表面氧化及Mo-Mn法金属化研究

对无压烧结制备的AlN陶瓷氧化处理,采用传统Mo-Mn法在预氧化后的AlN陶瓷表面制备金属化层,并在Mo-Mn金属化层表面实施镀镍制备Mo-Mn/Ni复合金属化层。研究了AlN陶瓷氧化及金属化对其导热性能、力学性能、表面相组成及显微结构的影响。结果表明:氮化铝陶瓷经过1100℃保温3 h的氧化处理之后,在其表面生成均匀分布的氧化铝层,热导率和抗弯强度分别提升了6.2%和26.6%。AlN陶瓷表层制备的Mo-Mn/Ni复合金属化层厚度约为28μm,Al_2O_3层、Mo-Mn层与Ni层之间通过元素的相互迁移形成扩散层,层间紧密结合。金属化后陶瓷的热扩散系数较纯AlN陶瓷基体提升3.8%。

AlN陶瓷Mo-Mn法金属化研究

氮化铝(AlN)陶瓷具有优良的综合性能,在微电子和微波真空管等电子工业领域中有广泛的应用。以Mo、Mn、MnO、Al_2O_3、SiO_2和CaO等(粒径<10μm)为原料,在氧化之后的AlN陶瓷表面烧结制得金属化层。通过X射线衍射、扫描电镜及能量色散谱对金属层做物相、显微形貌及能谱成分分析,初步探讨该金属化法的结合机理。结果表明:AlN陶瓷在空气气氛中经过1100℃保温3h高温处理之后,表面生成一层氧化铝(Al_2O_3),金属化层与陶瓷之间的结合强度超过55 MPa。结合机理是:玻璃相的相互迁移渗透在陶瓷与金属层之间形成机械结合,新共熔物(CaO)_(12)(Al_2O_3)_7的生成也有助于提高结合强度。

AlN陶瓷Mo-Mn法金属化的机理研究

本文先将氮化铝陶瓷氧化,然后在氧化层上采用Mo-Mn法对氮化铝陶瓷进行金属化,通过对氮化铝陶瓷、氧化层、金属化层的显微结构、成分变化、元素的分布情况来探讨金属化的烧结过程,分析氮化铝陶瓷的Mo-Mn法金属化机理。实验结果表明使用Mo-Mn法可以实现牢固的金属化,其强度达到62 MPa;其机理是氮化铝陶瓷表面的氧化层中的Al_2O_3在金属化过程中Al_2O_3溶解到金属化层中形成玻璃相,同时金属化层中的氧化物向氧化层中迁移扩散,实现氮化铝陶瓷氧化层-金属化层的结合。

蓝宝石活化Mo-Mn法金属化的机理研究

本文采用活化Mo-Mn法对蓝宝石进行金属化,通过对蓝宝石、金属化层的显微结构及元素的分布情况来探索蓝宝石的活化Mo-Mn金属化机理。研究发现金属化配方对金属化效果影响很大,不合适的金属化配方及工艺参数容易导致金属化层表面析出玻璃,导致镀Ni困难。蓝宝石的金属化机理是蓝宝石中α-Al_2O_3溶解到金属化层中形成玻璃相并在降温的过程中析出部分α-Al_2O_3相,实现蓝宝石-金属化层的紧密结合;金属化层中Mo烧结和化学反应形成的玻璃相液相烧结,实现金属化层的致密化。

活化Mo-Mn法中低温烧成技术研究

以降低活化Mo-Mn法烧成温度为目的,利用MnO-Al_(2)O_(3)-SiO_(2)相图,设计了17组金属化配方,通过拉力测试、X射线衍射物相分析、扫描电镜测试及能谱分析,研究了不同活化剂配方对金属化层力学性能及显微结构的影响。本试验成功将活化Mo-Mn法烧结温度降低至1350℃,得到的金属化层显微结构致密均匀,力学性能及气密性良好,其三点封接强度可达470 MPa,远超行业标准。

95%Al_2O_3瓷中温活性法金属化研究

在Mo-Mn法基础上,通过添加CaO、MgO、BaO、TiO2、TiH2等活化剂,研究了95%Al2O3陶瓷的金属化过程及金属化的力学性能,分析比较各种活化剂对金属化过程的影响,并探索其作用基理。

陶瓷金属化的影响因素

本文主要介绍了影响Mo-Mn法和活化Mo-Mn法陶瓷金属化的影响因素,综述了粉体粒度、Mo粉含量、烧成气氛等因素对陶瓷金属化效果的影响规律。

陶瓷金属化工艺探究

陶瓷-金属封接工艺是将陶瓷材料与金属材料结合起来,在性能上可以形成优势互补,从而延伸、拓展各自的应用领域。陶瓷金属化的好坏直接影响到最终陶瓷-金属封接的气密性和强度等,是陶瓷-金属封接工艺中最重要的一环。本文对陶瓷金属化的几种技术方法进行了详细介绍。

大功率速调管用TiO_2衰减瓷及其金属化工艺研究

本文采用热压烧结的工艺方法制备出TiO_2衰减瓷,并用Mo-Mn法+电镀Ni的工艺流程对其实现金属化,实现与无氧铜的牢固焊接,并使谐振腔的Q值满足设计要求,已成功应用于某大功率速调管。

金属化后陶瓷表面“红点”问题的研究

利用SEM/EDS(扫描电镜/电子能谱)、XPS(X射线光电子能谱)结合机械截面样品制备方法,对Al_2O_3陶瓷金属化后表面出现的"红点"进行研究。利用SEM对陶瓷"红点"区域的形貌进行分析,利用XPS、EDS对表面元素成分及价态进行分析,利用SEM/EDS、结合机械截面样品制备方法对杂质元素的深度分布进行分析。结果表明红点区域有明显结构缺陷,致色元素主要为Cr^(3+)。此外,还探讨了氧化铝陶瓷表面红点的显色机理。最后,通过模拟实验研究了一些工艺环节对杂质引入的影响。

高纯氧化铝陶瓷材料的焊接性能研究

分别采用Ti-Ag-Cu活性金属法、Mo-Mn高温金属化法及氧化物焊料法对高纯氧化铝陶瓷-金属进行焊接实验。结果发现,高纯氧化铝陶瓷的焊接性能较好,适应性较强,其焊接工艺可以采用目前较为成熟的95%Al2O3陶瓷焊接工艺。

Al_(2)O_(3)/Cu的界面微观结构及封接性能

采用活化Mo-Mn法和活性金属钎焊(AMB)工艺对Al_(2)O_(3)陶瓷进行金属化处理,分别研究了两种金属化工艺的界面形貌、新相的形成及显微结构的演变,并测试了Al_(2)O_(3)/Cu的力学性能和气密性。研究表明:采用活化Mo-Mn法的封接界面处出现玻璃相的迁移,形成了立方相MnAl_(2)O_(4),可以提高封接强度。AMB工艺中活性元素Ti与Al_(2)O_(3)反应依次形成厚度为0.64μm的TiO和1.03μm的Cu_(3)Ti_(3)O。各层间热膨胀系数(CTE)的差异给钎焊接头提供了良好的热弹性相容性且降低了残余应力。活化Mo-Mn法的封接强度((60.2±7.7)MPa)比AMB工艺((43.1±6.9)MPa)高,但在气密性方面两者并无明显差别(均在2.3×10^(-11) Pa·m^(3)·s^(-1)左右)。

氧化铝陶瓷金属化机理研究

对Al2O3陶瓷Mo-Mn法金属化过程和机理进行了研究,提出了液相反应烧成机理,其过程共分三个阶段:第一阶段,Mo表面氧化,氧化物反应,形成低熔点玻璃相,伴随着气孔缩小、气体逸出和体积收缩;第二阶段,玻璃相粘度降低,原子扩散,颗粒重排,体积明显收缩;第三阶段,氧化物溶解、反应、析出,形成新的中间化合物,颗粒球化,陶瓷界面消失,组织均匀、致密化。