Керамічний припій для паяння кераміки

Керамічний припій для паяння кераміки з керамікою, що містить SiO2, СаО, Аl2О3, добавку металу з групи Mn, Fe, Co, Cr, який відрізняється тим, що він додатково містить евтектичну суміш MnO-Al2O3-SiO2 у співвідношенні 1,59:1:2,70 при такому вмісті компонентів, мас. %: SiO2 45-58 СаО 15-25 Аl2О3 10-13 добавка металу з групи Mn, Fe, Co, 1-3 Cr евтектична суміш МnО-Аl2О3-SiO2 у 10-20. співвідношенні 1,59:1:2,70 Винахід стосується технології виробництва корундової кераміки і може бути використаний для виготовлення великогабаритних складнопрофільних виробів з високочистої корундової кераміки методом паяння з окремих елементів. Відомі склади керамічних припоїв на основі SiО2, CaO, АІ2О3 з різними добавками (В.Н. Преснов, М.Л. Любимов, В.В. Строганова та ін. "Керамика и её спаи с металлом в технике". Атомиздат, Москва, 1969, с. 128). Однак ці склади не забезпечують достатню механічну міцність спаю, що не дозволяє отримувати великогабаритні складнопрофільні паяні конструкції з високими термічними і механічними характеристиками. Найбільш близьким по технічній суті і результату, що досягається, є склад припою, який містить SіO2, CaO, AI2O3, добавку металу з групи Mn, Fe, Co, Cr (A.C. №374133, МПК В 23 К 35/00, 1973г.) Недоліком цього складу є низька межа міцності спаю при вигині менше 125Н/мм2, недостатня термічна надійність - 120 циклів (600°С -повітря). В основу винаходу поставлено завдання створення керамічного припою для паяння кераміки з керамікою, в якому додаткове введення евтектич ної суміші MnO-Al2O3-SiO2 у співвідношенні 1,59:1:2,70 забезпечує підвищення межі міцності і термічної надійності спаю, внаслідок чого створюється можливість виготовлення великогабаритних складнопрофільних виробів з високочистої корундової кераміки методом паяння з окремих елементів. Поставлене завдання вирішується тим, що: Керамічний припій для паяння кераміки з керамікою, який містить SiO2, СаО, АІ2О3, добавку металу з групи Mn, Fe, Co, Cr, згідно винаходу, додатково містить евтектичну суміш МnО-Аl2О3SiO2 в співвідношенні 1,59:1:2,70 при наступному вмісті компонентів, мас. %: SiO2 45,0-58,0 СаО 15,0-25,0 Аl2О3 10,0-13,0 добавка металу з групи Mn, Fe, Co, 1,0-3,0 Cr евтектичну суміш МnО-Аl2О3-SiO2 у співвідношенні 1,59:1:2,70 10,0-20,0. Для високоякісного з'єднання кераміки з керамікою методом паяння важливу роль відіграє склад і структура керамічного припою. Відмітною особливістю пропонованого складу є додаткове введення евтектичної суміші МnО-Аl2О3-SiO2 в (19) UA (11) 88543 (13) C2 (21) a200800162 (22) 03.01.2008 (24) 26.10.2009 (46) 26.10.2009, Бюл.№ 20, 2009 р. (72) РАБІНКОВ ЛЕОНІД ГЕНАДІЙОВИЧ, МАРТИНЕНКО ВАЛЕРІЙ ВЛАДЛЕНОВИЧ, КРИВОРУЧКО ПАВЛО ПЕТРОВИЧ, НІКІЧАНОВ ВЯЧЕСЛАВ ВОЛОДИМИРОВИЧ, КУЗЬМЕНКО ОЛЕКСАНДР МИКОЛАЙОВИЧ (73) ВІДКРИТЕ АКЦІОНЕРНЕ ТОВАРИСТВО "УКРАЇНСЬКИЙ НАУКОВО-ДОСЛІДНИЙ ІНСТИТУТ ВОГНЕТРИВІВ ІМЕНІ А.С. БЕРЕЖНОГО" (56) SU 374133, 20.03.1973 UA 42729, C2, 15.11.2001 UA 77534, C2, 15.12.2006 UA 43902, C2, 15.01.2002 3 88543 співвідношенні 1,59:1:2,70. Фази, що утворилися при охолодженні МnО⋅Аl2О3 та MnO⋅Al2O3⋅2SiO2 мають дрібнокристалічну структуру типу "ситал" з хорошими адгезійними властивостями до корундової кераміки, яка з'єднується. Крім того, структура такого типу має високі механічні і термічні властивості, що збільшує міцність і термічну надійність спаю. При цьому забезпечується герметичність з'єднання, висока його міцність і термостійкість. В лабораторії ВАТ "УкрНДІВ ім. А.С. Бережного" за пропонованим керамічним припоєм та за прототипом були виготовлені припої для паяння наступним чином: Суміш оксидів з добавкою в заданих кількостях подрібнюють протягом 72 годин до середнього розміру частинок компонентів суміші не більше 3мкм. Отриману суміш нагрівають до 1400°С з витримкою - 1год, охолоджують і розме 4 люють до фракції менше 3мкм. Потім в отриману суміш додають евтектичну суміш MnO-Al2O3-SiO2 і продовжують перемішувати протягом 6 годин. Після цього отриманий припій у вигляді пасти наносять на поверхні, що мають бути спаяні. Паяння проводять при температурі 1200-1250°С. Передбачуване технічне рішення ілюструється прикладами, наведеними в таблиці. Як видно з наведених даних, спаї, виготовлені з пропонованого припою, порівняно з прототипом, мають вищі показники механічної міцності (межа міцності при вигині) та термічної надійності. Впровадження пропонованого керамічного припою для паяння кераміки з керамікою планується до впровадження у ВАТ "УкрНДІВ імені А.С. Бережного" у 2008 році. Таблиця Склади і властивості керамічного припою для паяння кераміки з керамікою №1 №2 №3 Найменування компонентів прото- пропо- пропононотип ваний ваний Склад маси: 1. SiO2 62,0 45,0 45,0 2.СаО 23,0 25,0 21,0 3. АІ2О3 13,0 13,0 13,0 4. Добавка металу з групи Mn, Fe, Co, Cr Mn 2,0 1,0 1,0 Cr 5. Евтектична суміш MnOAl2O3-SiO2 16,0 20,0 у співвідношенні 1,59:1:2,70 Властивості 1. Межа міц125 190 200 ності при вигині σизг, Н/мм 2. Термічна 120 195 230 надійність, (600°С - повітря), кількість циклів Комп’ютерна верстка М. Ломалова №4 оптимальний №5 оптимальний Приклади №6 пропонований №7 пропонований №8 позамежний №9 позамежний №10 позамежний №11 позамежний 51,5 20,0 11,5 51,5 20,0 11,5 58,0 15,0 11,0 58,0 19,0 10,0 44,0 26,0 14,0 44,0 19,5 14,0 59,0 14,0 9,0 59,0 20,5 9,0 2,0 2,0 3,0 3,0 0,5 0,5 3,5 3,5 15,0 15,0 13,0 10,0 15,5 22,0 24,5 8,0 210 210 195 195 110 120 115 115 240 240 220 220 120 115 120 115 Підписне Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601