Technische structurele keramische materialen bezitten uitstekende eigenschappen zoals hoge temperatuurbestendigheid, hoge sterkte, hoge hardheid, slijtvastheid, oxidatieweerstand en corrosieweerstand. Ze worden veel gebruikt in de lucht- en ruimtevaart, vermogenselektronica, energie en transport en worden onmisbare ondersteunende materialen voor de economische en defensieontwikkeling. De inherente brosheid van keramiek maakt ze echter moeilijk te verwerken, waardoor de vervaardiging van grote, complex- componenten van grote{2}} afmetingen wordt belemmerd en de verdere toepassing en ontwikkeling ervan wordt beperkt. Gemetalliseerde keramiek biedt een cruciale technologische oplossing voor dit probleem.
Metaalmaterialen beschikken over uitstekende sterkte bij kamertemperatuur, ductiliteit, elektrische geleidbaarheid en thermische geleidbaarheid, en vormen qua prestaties een duidelijke complementaire relatie met keramische materialen. Door deze twee materialen te combineren, kunnen hun respectieve superieure eigenschappen volledig worden benut, waardoor complexe componenten kunnen worden vervaardigd die aan specifieke eisen voldoen. Dit verlaagt niet alleen de kosten, maar bevordert ook aanzienlijk de toepassing en ontwikkeling van keramische en metallische materialen. Vanwege de verschillen in fysische en chemische eigenschappen tussen keramiek en metalen, is het verbinden ervan een populair onderzoeksonderwerp geworden voor wetenschappers in binnen- en buitenland. Gemetalliseerde keramische componenten zijn de belangrijkste drager voor een efficiënte verbinding.
Problemen bij het verbinden van keramiek en metalen
De bindingstypen van keramiek en metalen zijn verschillend, waardoor het moeilijk is om goede metallurgische verbindingen te realiseren.
Het grote verschil in de thermische uitzettingscoëfficiënten tussen keramiek en metalen leidt gemakkelijk tot grote restspanningen bij de verbinding, wat resulteert in een lage verbindingssterkte.
De slechte bevochtigbaarheid van keramische oppervlakken maakt het moeilijk om het verbindingsproces te bepalen. Momenteel wordt er veel onderzoek gedaan naar methoden voor het verbinden van keramiek en metalen, waaronder mechanisch verbinden, lijmverbindingen, hardsolderen, vaste-fase-diffusieverbinding, overgangsvloeistof-faseverbinding, smeltlassen, zelf-zelfpropagerende hoge- temperatuursyntheseverbinding, wrijvingslassen, microgolfverbinding en ultrasone verbinding. Deze technologieën kunnen allemaal worden gebruikt voor de voorbereiding en assemblage van precisie-gemetalliseerde aluminiumoxide keramische componenten.
Verbindingsmethoden
Mechanisch verbinden is een eeuwenoude verbindingsmethode, waaronder boutverbindingen en hittekrimpverbindingen. Bij warmtekrimpverbindingen wordt gebruik gemaakt van het verschil in thermische uitzetting tussen keramiek en metalen. Bij hoge temperaturen wordt het metaal over het keramiek geplaatst en krimpt het metaal tijdens het afkoelen meer, waardoor een strakke verbinding ontstaat. Hoewel warmtepassingsverbindingen enige luchtdichtheid bieden, is hun toepassing beperkt tot lage temperaturen en vertonen ze aanzienlijke restspanningen. Daarom worden ze over het algemeen niet gebruikt voor uiterst nauwkeurige aluminiumoxide-gemetalliseerde keramiek.
Bij lijmverbindingen worden lijmen gebruikt om keramiek en metalen met elkaar te verbinden. Het wordt voornamelijk gebruikt bij noodreparaties van vliegtuigen, verbindingen van hulpcomponenten voor artilleriegranaten en raketten, en de reparatie van turbine- en compressorrotoren. Hoewel lijmverbindingen de thermische spanning tussen keramiek en metalen tot op zekere hoogte kunnen verlichten en eenvoudig en efficiënt zijn, is de verbindingssterkte doorgaans minder dan 100 MPa en ligt de bedrijfstemperatuur doorgaans onder de 200 graden. Het wordt meestal gebruikt voor statische belastingen en onderdelen met ultra-lage statische belasting, en voor precisie-gemetalliseerde keramiek is het alleen geschikt voor niet-dragende-dragende structurele toepassingen.
Solderen is een van de meest gebruikelijke methoden voor het verbinden van keramiek en metalen. Het maakt gebruik van een vulmetaal met een smeltpunt lager dan het basismetaal, verwarmd tot een temperatuur iets boven het smeltpunt. Het gesmolten vulmetaal bevochtigt het oppervlak van de te verbinden materialen, waardoor de voegopening wordt opgevuld. De verbinding wordt bereikt door interdiffusie van elementen tussen het basismetaal en het vulmetaal. Gewone metaalhardsoldeermetalen vertonen een slechte bevochtigbaarheid op keramische oppervlakken. Daarom is het verbeteren van de bevochtigbaarheid van het vulmetaal op keramische oppervlakken van cruciaal belang voor het verkrijgen van soldeerverbindingen van hoge- kwaliteit, en dit is een technisch kernpunt bij de vervaardiging van gemetalliseerde aluminiumoxide-keramiek voor elektrische componenten. Keramische-metaalsoldeerverbindingen kunnen worden onderverdeeld in direct solderen en indirect solderen.
De kernuitdagingen van betrouwbare keramische-metaalverbindingen kunnen in wezen systematisch worden opgelostGemetalliseerde keramiek voor elektrische componenten. Onze producten verbeteren, door middel van een professionele oppervlaktemetallisatiebehandeling, de bevochtigbaarheid, hechtsterkte en grensvlakstabiliteit van keramiek en metaal aanzienlijk, waardoor restspanningen bij de verbinding effectief worden verminderd. Ze zijn compatibel met verschillende zeer-precieze verbindingsprocessen, zoals hardsolderen en diffusielassen, en voldoen aan de eisen van zware bedrijfsomstandigheden zoals hoge temperaturen, sterke corrosie en hoge belastingen, waardoor stabiele en betrouwbare componentoplossingen worden geboden voor de productie van hoogwaardige- apparatuur.
We nodigen klanten uit alle sectoren uit om contact met ons op te nemen voor vragen, oplossingen op maat en om gemetalliseerde keramiek van hoge kwaliteit- te kopen.
neem contact met ons op
