專利名稱：一種陶瓷和金屬針的封接結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及陶瓷與金屬封接領(lǐng)域，尤其是涉及真空器件如行波管的小內(nèi)徑陶 瓷與金屬針的封接結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
由于真空器件應(yīng)用的發(fā)展，迫切需要高質(zhì)量、高可靠的真空器件，而真空器件中應(yīng) 用了大量的陶瓷零件，需要將它們與金屬進(jìn)行真空氣密封接。正確合理的封接結(jié)構(gòu)是獲得 優(yōu)質(zhì)陶瓷_金屬封接的重要因素。它直接影響到焊料能否充分填滿接頭間隙，能否與陶瓷、 金屬形成牢固的結(jié)合，從而形成氣密件好、強(qiáng)度高的焊縫。目前使用的陶瓷與金屬針封結(jié)構(gòu)是直接將陶瓷與金屬針封接起來，這種結(jié)構(gòu)對(duì)陶 瓷內(nèi)孔尺寸、表面光滑度以、陶瓷內(nèi)孔金屬化以及陶瓷內(nèi)孔與金屬配合有很高的要求。而 陶瓷冷加工本身有很大的難度，尤其是陶瓷的小內(nèi)徑，幾乎很難保證精度，從而也很難保證 內(nèi)孔金屬化的質(zhì)量和陶瓷與金屬針的配合，大大的影響了陶瓷與金屬針封的氣密性和可靠 性。目前的真空器件的陶瓷_金屬封接焊縫因質(zhì)量不好特別是小內(nèi)徑陶瓷與金屬針封接， 經(jīng)常漏氣，使真空器件的合格率和可靠性大大降低。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題提供一種陶瓷和 金屬針的封接結(jié)構(gòu)，其目的是通過結(jié)構(gòu)的改變，大大降低對(duì)陶瓷小內(nèi)徑的精度和金屬化質(zhì) 量的要求，提高了小內(nèi)徑陶瓷與金屬針封接的氣密性和可靠性。本實(shí)用新型的技術(shù)方案是該種陶瓷和金屬針的封接結(jié)構(gòu)包括金屬針和陶瓷，所述 的金屬針與陶瓷之間設(shè)有過渡金屬環(huán)，金屬針與過渡金屬環(huán)之間以及陶瓷與過渡金屬環(huán)之 間均焊接在一起。所述的陶瓷的小內(nèi)徑孔的表面以及陶瓷的端面且與過渡金屬環(huán)相接觸的部位設(shè) 有金屬鍍層，即采用活性Mo-Mn法進(jìn)行金屬化。所述的金屬針和過渡金屬環(huán)均由金屬材料可伐4J34加工而成，且金屬針和過渡 金屬環(huán)的表面均設(shè)有材料為鎳的鍍層。所述的金屬針和過渡金屬環(huán)表面的鎳鍍層厚度為5-15微米。所述的鎳鍍層厚度優(yōu)選為9-12微米。所述的金屬針與過渡金屬層之間的焊料是直徑為0. 3mm-0. 7mm的銀銅焊料絲；所 述的陶瓷與過渡金屬層之間的焊料是厚度為0. 03mm-0. 07mm的銀銅焊料片。所述的金屬針與過渡金屬層之間銀銅焊料絲的直徑優(yōu)選為0. 5mm ；所述的陶瓷與 過渡金屬層之間銀銅焊料片的厚度優(yōu)選為0. 05mm。具有上述特殊結(jié)構(gòu)的一種陶瓷和金屬針的封接結(jié)構(gòu)具有以下優(yōu)點(diǎn)1、該種陶瓷和金屬針的封接結(jié)構(gòu)將陶瓷與金屬針直接封接的結(jié)構(gòu)改為陶瓷與金 屬平封以及金屬與金屬針封相結(jié)合的結(jié)構(gòu)，通過結(jié)構(gòu)的改變，避免了針封結(jié)構(gòu)應(yīng)力大的缺點(diǎn)，大大降低了對(duì)陶瓷小內(nèi)徑的精度和金屬化質(zhì)量的要求，提高了陶瓷與金屬針封接的氣 密性和可靠性。2、該種陶瓷和金屬針的封接結(jié)構(gòu)保證了利用針封結(jié)構(gòu)的縱向非真空密封情況下 的機(jī)械強(qiáng)度。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明


圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為金屬化陶瓷的結(jié)構(gòu)示意圖。在
圖1-2中，1 金屬針；2 陶瓷；3 過渡金屬環(huán)。
具體實(shí)施方式
由
圖1-圖2結(jié)合可知，該種陶瓷和金屬針的封接結(jié)構(gòu)包括金屬針1和陶瓷2，金屬 針1與陶瓷2之間設(shè)有過渡金屬環(huán)3，金屬針1與過渡金屬環(huán)3之間以及陶瓷2與過渡金屬 環(huán)3之間均焊接在一起，即金屬針1與過渡金屬層3之間的焊料是直徑為0. 3mm-0. 7mm的 銀銅焊料絲，優(yōu)選為0. 5mm ；陶瓷2與過渡金屬層3之間的焊料是厚度為0. 03mm_0. 07mm的 銀銅焊料片，優(yōu)選為0. 05mm。該種將現(xiàn)有技術(shù)中陶瓷2與金屬針1的直接針封的方式改為小內(nèi)徑陶瓷2與金屬 平封以及金屬與金屬針1封相結(jié)合的結(jié)構(gòu)，從而達(dá)到降低對(duì)陶瓷2小內(nèi)徑的要求，提高針封 的氣密性和可靠性。陶瓷2的小內(nèi)徑孔的表面以及陶瓷2的端面且與過渡金屬環(huán)3相接觸 的部位設(shè)有金屬鍍層，即采用活性Mo-Mn法進(jìn)行金屬化，增大了封接面積，保證了小內(nèi)徑陶 瓷2與金屬針1的機(jī)械強(qiáng)度，同時(shí)在金屬針1和陶瓷2焊接的端面加了過渡金屬環(huán)3，緩解 了金屬針1和小內(nèi)徑陶瓷2的應(yīng)力，防止了在熱沖擊的過程中應(yīng)力釋放導(dǎo)致陶瓷2開裂，并 將金屬針1與小內(nèi)徑陶瓷2原有的緊密配合改為松配合，緩解甚至消除了金屬針1和小內(nèi) 徑陶瓷2的應(yīng)力。金屬針1和過渡金屬環(huán)3均由金屬材料可伐4J34加工而成，且金屬針1和過渡金 屬環(huán)3的表面均設(shè)有材料為鎳的鍍層，鎳鍍層厚度為5-15微米，優(yōu)選為9-12微米。本實(shí)用新型中的陶瓷2與金屬針1封接件均按照軍用標(biāo)準(zhǔn)SJ20600-96中4. 7. 2、 4. 7. 4,4. 7. 5,4. 7. 6,4. 7. 7章節(jié)進(jìn)行各項(xiàng)檢驗(yàn)。本實(shí)用新型的A-95陶瓷2的結(jié)構(gòu)如說明書附圖2所示結(jié)構(gòu)為一圓片中間有一小 內(nèi)孔，金屬化位置為小內(nèi)孔和端面處，采用活性Mo-Mn法進(jìn)行金屬化。焊接時(shí)A處焊料為 Φ0. 5mm的銀銅焊料絲(AgCu28)，B處焊料用0. 05mm厚的銀銅焊料片(AgCu28)。表1為十批樣品，每批為10套封接件的試驗(yàn)數(shù)據(jù)。
該種陶瓷和金屬針的封接結(jié)構(gòu)將現(xiàn)有技術(shù)中陶瓷2與金屬針1直接封接的結(jié)構(gòu)改 為陶瓷2與金屬平封和金屬與金屬針1封相結(jié)合的結(jié)構(gòu)，通過結(jié)構(gòu)的改變，回避了針封結(jié)構(gòu) 應(yīng)力大的缺點(diǎn)，大大降低了對(duì)陶瓷小內(nèi)徑的精度和金屬化質(zhì)量的要求，提高了陶瓷與金屬 針封接的氣密性和可靠性。
權(quán)利要求一種陶瓷和金屬針的封接結(jié)構(gòu)，包括金屬針(1)和陶瓷(2)，其特征在于所述的金屬針(1)與陶瓷(2)之間設(shè)有過渡金屬環(huán)(3)，金屬針(1)與過渡金屬環(huán)(3)之間以及陶瓷(2)與過渡金屬環(huán)(3)之間均焊接在一起。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種陶瓷和金屬針的封接結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的陶瓷(2) 的小內(nèi)徑孔的表面以及陶瓷⑵的端面且與過渡金屬環(huán)⑶相接觸的部位設(shè)有金屬鍍層， 即采用活性Mo-Mn法進(jìn)行金屬化。
3.根據(jù)權(quán)利要求1-2任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的一種陶瓷和金屬針的封接結(jié)構(gòu)，其特征在 于所述的金屬針(1)和過渡金屬環(huán)(3)均由金屬材料可伐4J34加工而成，且金屬針(1) 和過渡金屬環(huán)(3)的表面均設(shè)有材料為鎳的鍍層。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種陶瓷和金屬針的封接結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的金屬針 (1)和過渡金屬環(huán)(3)表面的鎳鍍層厚度為5-15微米。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種陶瓷和金屬針的封接結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的鎳鍍層 厚度優(yōu)選為9-12微米。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種陶瓷和金屬針的封接結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的金屬針 ⑴與過渡金屬層⑶之間的焊料是直徑為0. 3mm-0. 7mm的銀銅焊料絲；所述的陶瓷(2)與 過渡金屬層(3)之間的焊料是厚度為0. 03mm-0. 07mm的銀銅焊料片。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種陶瓷和金屬針的封接結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的金屬針 (1)與過渡金屬層(3)之間銀銅焊料絲的直徑優(yōu)選為0. 5mm ；所述的陶瓷(2)與過渡金屬層(3)之間銀銅焊料片的厚度優(yōu)選為0.05mm。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種陶瓷和金屬針的封接結(jié)構(gòu)，包括金屬針和陶瓷，金屬針與陶瓷之間設(shè)有過渡金屬環(huán)，金屬針與過渡金屬環(huán)之間以及陶瓷與過渡金屬環(huán)之間均焊接在一起，陶瓷的小內(nèi)徑孔的表面以及陶瓷的端面且與過渡金屬環(huán)相接觸的部位設(shè)有金屬鍍層，即采用活性Mo-Mn法進(jìn)行金屬化，金屬針和過渡金屬環(huán)均由金屬材料可伐4J34加工而成，且金屬針和過渡金屬環(huán)的表面均設(shè)有材料為鎳、厚度為9-12微米鍍層。具有該種結(jié)構(gòu)的陶瓷和金屬針的封接結(jié)構(gòu)將陶瓷與金屬平封以及金屬與金屬針封相結(jié)合的結(jié)構(gòu)，通過結(jié)構(gòu)的改變，避免了針封結(jié)構(gòu)應(yīng)力大的缺點(diǎn)，大大降低了對(duì)陶瓷小內(nèi)徑的精度和金屬化質(zhì)量的要求，提高了陶瓷與金屬針封接的氣密性和可靠性。
文檔編號(hào)H01J23/00GK201663140SQ20102016419
公開日2010年12月1日 申請(qǐng)日期2010年4月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月20日
發(fā)明者吳華夏, 方衛(wèi), 肖兵, 阮智文 申請(qǐng)人:安徽華東光電技術(shù)研究所