本發(fā)明屬于焊接技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種人造視網(wǎng)膜中鍍鈦Al2O3陶瓷與鈦環(huán)的連接方法。
背景技術(shù)：
鈦及鈦合金因具有強(qiáng)度高、耐蝕性和耐熱性好等特點(diǎn)而被廣泛用于各個(gè)領(lǐng)域。Al2O3陶瓷有較好的機(jī)械強(qiáng)度、耐高溫特性及穩(wěn)定的化學(xué)特性，使得Al2O3陶瓷成為了一種在醫(yī)學(xué)、化工、電子元器件、真空器件等領(lǐng)域均有廣泛應(yīng)用的陶瓷。鈦及鈦合金與Al2O3陶瓷的連接結(jié)構(gòu)件也常應(yīng)用于一些重要結(jié)構(gòu)。
人造視網(wǎng)膜是利用電子器件替換失去功能的視網(wǎng)膜，使用電流刺激依然完好的視神經(jīng)，幫助使用者獲得基本的視覺(jué)。而其中一個(gè)重要的結(jié)構(gòu)就是鍍鈦Al2O3陶瓷與鈦環(huán)的連接結(jié)構(gòu)，因此，實(shí)現(xiàn)二者的可靠連接，使該結(jié)構(gòu)具有較好的氣密性，并滿足生物兼容性的要求，是十分重要的。
目前，真空擴(kuò)散焊和釬焊是實(shí)現(xiàn)陶瓷與金屬連接最常用的方法。而針對(duì)該人造視網(wǎng)膜結(jié)構(gòu)中的鍍鈦Al2O3陶瓷與鈦環(huán)的連接結(jié)構(gòu)，既要保證釬料具有生物兼容性，即對(duì)人體無(wú)毒無(wú)害，又要在相對(duì)較低的溫度下實(shí)現(xiàn)釬焊過(guò)程，是很難實(shí)現(xiàn)的。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種工藝簡(jiǎn)單，連接可靠，采用Ti箔片對(duì)人造視網(wǎng)膜中鍍鈦Al2O3陶瓷與鈦環(huán)的連接方法。
本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：一種人造視網(wǎng)膜中鍍鈦Al2O3陶瓷和鈦環(huán)的連接方法，其特征在于：其包括以下步驟：
(一)、將待連接鍍鈦Al2O3陶瓷和鈦環(huán)放入丙酮中超聲清洗5min~10min；
(二)、將Ti箔片置于待連接的鍍鈦Al2O3陶瓷與鈦環(huán)的連接面之間，裝配成鍍鈦Al2O3陶瓷/Ti箔片/鈦環(huán)的裝配件，其中Ti箔片的厚度為10μm ~120μm；
(三)、將步驟(二)得到的裝配件放置在真空加熱爐中，施加壓力為1MPa~10MPa，當(dāng)真空度達(dá)到(1.3~2.0)×10-3Pa時(shí)，通電加熱，控制升溫速度為10℃/min~30℃/min，升溫至850℃~1150℃，然后保溫30min~120min，再控制冷卻速度為3℃/min~10℃/min，冷卻至300℃，然后再隨爐冷卻，即完成對(duì)鍍鈦Al2O3陶瓷與鈦環(huán)的連接。
進(jìn)一步，所述步驟(二)中Ti箔片的厚度為50μm。
進(jìn)一步，所述步驟(三)中施加壓力為4MPa，真空加熱爐的真空度為1.5×10-3Pa，控制升溫速度為20℃/min，升溫至950℃，保溫時(shí)間為60min，冷卻速度為5℃/min。
本發(fā)明選用Ti箔片為中間層，能夠與Al2O3陶瓷表面的鈦鍍層、鈦環(huán)均形成良好的物理化學(xué)相容性，在適宜的連接溫度、壓力和保溫時(shí)間等工藝參數(shù)的作用下，實(shí)現(xiàn)界面的冶金結(jié)合，形成界面組織致密、具有較好連接強(qiáng)度的接頭。本發(fā)明通過(guò)控制釬焊溫度850℃~1150℃、保溫時(shí)間30min~120min和施加壓力1MPa~10MPa，以控制反應(yīng)層的厚度和接頭中反應(yīng)相的分布，進(jìn)而達(dá)到控制接頭組織和性能的目的，成功實(shí)現(xiàn)了對(duì)鍍鈦Al2O3陶瓷與鈦環(huán)的連接，并獲得了可靠的接頭。本發(fā)明中鍍鈦Al2O3陶瓷與鈦環(huán)的成功連接，可將鍍鈦Al2O3陶瓷與鈦環(huán)的連接結(jié)構(gòu)用于植入醫(yī)學(xué)精密構(gòu)件，如人造視網(wǎng)膜結(jié)構(gòu)中，能有效促進(jìn)該類產(chǎn)品的應(yīng)用與推廣，具有極大的應(yīng)用前景。
具體實(shí)施方式
一種人造視網(wǎng)膜中鍍鈦Al2O3陶瓷和鈦環(huán)的連接方法，其包括以下步驟：
(一)、將待連接鍍鈦Al2O3陶瓷和鈦環(huán)放入丙酮中超聲清洗5min~10min；
(二)、將Ti箔片置于待連接的鍍鈦Al2O3陶瓷與鈦環(huán)的連接面之間，裝配成鍍鈦Al2O3陶瓷/Ti箔片/鈦環(huán)的裝配件，其中Ti箔片的厚度為10μm ~120μm，純度為99.99%；
(三)、將步驟(二)得到的裝配件放置在真空加熱爐中，施加壓力為1MPa~10MPa，當(dāng)真空度達(dá)到(1.3~2.0)×10-3Pa時(shí)，通電加熱，控制升溫速度為10℃/min~30℃/min，升溫至850℃~1150℃，然后保溫30min~120min，再控制冷卻速度為3℃/min~10℃/min，冷卻至300℃，然后再隨爐冷卻，即完成對(duì)鍍鈦Al2O3陶瓷與鈦環(huán)的連接。
本發(fā)明采用擴(kuò)散連接方法，選用Ti箔片為中間層，能夠與Al2O3陶瓷表面的鈦鍍層、鈦環(huán)均形成良好的物理化學(xué)相容性，在適宜的連接溫度、壓力和保溫時(shí)間等工藝參數(shù)的作用下，實(shí)現(xiàn)界面的冶金結(jié)合，形成界面組織致密、具有較好連接強(qiáng)度的接頭。擴(kuò)散連接既能夠?qū)崿F(xiàn)鍍鈦Al2O3陶瓷與鈦環(huán)的緊密連接，又可以保證焊接接頭的生物兼容性。本發(fā)明采用Ti箔片實(shí)現(xiàn)了對(duì)鍍鈦Al2O3陶瓷與鈦環(huán)的連接，通過(guò)控制釬焊溫度850℃~1150℃、保溫時(shí)間30min~120min和施加壓力1MPa~10MPa，以控制反應(yīng)層的厚度和接頭中反應(yīng)相的分布，進(jìn)而達(dá)到控制接頭組織和性能的目的，成功實(shí)現(xiàn)了對(duì)鍍鈦Al2O3陶瓷與鈦環(huán)的連接，并獲得了可靠的接頭。本發(fā)明中鍍鈦Al2O3陶瓷與鈦環(huán)的成功連接，可將鍍鈦Al2O3陶瓷與鈦環(huán)的連接結(jié)構(gòu)用于植入醫(yī)學(xué)精密構(gòu)件，如人造視網(wǎng)膜結(jié)構(gòu)中，能有效促進(jìn)該類產(chǎn)品的應(yīng)用與推廣，具有極大的應(yīng)用前景。
下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)發(fā)明作進(jìn)一步的描述。本發(fā)明技術(shù)方案不局限于以下所列舉的具體實(shí)施方式，還包括各具體實(shí)施方式之間的任意組合。
實(shí)施例1：一種人造視網(wǎng)膜中鍍鈦Al2O3陶瓷和鈦環(huán)的連接方法，其包括以下步驟：
(一)、將待連接鍍鈦Al2O3陶瓷和鈦環(huán)放入丙酮中超聲清洗10min；
(二)、將Ti箔片置于待連接的鍍鈦Al2O3陶瓷與鈦環(huán)的連接面之間，裝配成鍍鈦Al2O3陶瓷/Ti箔片/鈦環(huán)的裝配件，其中Ti箔片的厚度為50μm，純度為99.99%；
(三)、將步驟(二)得到的裝配件放置在真空加熱爐中，施加壓力為4MPa，當(dāng)真空度達(dá)到1.5×10-3Pa時(shí)，通電加熱，控制升溫速度為20℃/min，升溫至950℃，然后保溫60min，再控制冷卻速度為5℃/min，冷卻至300℃，然后再隨爐冷卻，即完成對(duì)鍍鈦Al2O3陶瓷與鈦環(huán)的連接。
本發(fā)明采用Ti箔片成功實(shí)現(xiàn)了對(duì)鍍鈦Al2O3陶瓷與鈦環(huán)的連接，通過(guò)控制釬焊溫度、保溫時(shí)間和施加壓力，以控制界面的結(jié)合程度，進(jìn)而達(dá)到控制接頭組織和性能的目的，成功實(shí)現(xiàn)了鍍鈦Al2O3陶瓷與鈦環(huán)的連接，并獲得了可靠的接頭。
實(shí)施例2：一種人造視網(wǎng)膜中鍍鈦Al2O3陶瓷和鈦環(huán)的連接方法，其包括以下步驟：
(一)、將待連接鍍鈦Al2O3陶瓷和鈦環(huán)放入丙酮中超聲清洗5min；
(二)、將Ti箔片置于待連接的鍍鈦Al2O3陶瓷與鈦環(huán)的連接面之間，裝配成鍍鈦Al2O3陶瓷/Ti箔片/鈦環(huán)的裝配件，其中Ti箔片的厚度為10μm，純度為99.99%；
(三)、將步驟(二)得到的裝配件放置在真空加熱爐中，施加壓力為1MPa，當(dāng)真空度達(dá)到2.0×10-3Pa時(shí)，通電加熱，控制升溫速度為30℃/min，升溫至850℃，然后保溫120min，再控制冷卻速度為3℃/min，冷卻至300℃，然后再隨爐冷卻，即完成對(duì)鍍鈦Al2O3陶瓷與鈦環(huán)的連接。
本發(fā)明采用Ti箔片成功實(shí)現(xiàn)了對(duì)鍍鈦Al2O3陶瓷與鈦環(huán)的連接，通過(guò)控制釬焊溫度、保溫時(shí)間和施加壓力，以控制界面的結(jié)合程度，進(jìn)而達(dá)到控制接頭組織和性能的目的，成功實(shí)現(xiàn)了鍍鈦Al2O3陶瓷與鈦環(huán)的連接，并獲得了可靠的接頭。
實(shí)施例3：一種人造視網(wǎng)膜中鍍鈦Al2O3陶瓷和鈦環(huán)的連接方法，其包括以下步驟：
(一)、將待連接鍍鈦Al2O3陶瓷和鈦環(huán)放入丙酮中超聲清洗8min；
(二)、將Ti箔片置于待連接的鍍鈦Al2O3陶瓷與鈦環(huán)的連接面之間，裝配成鍍鈦Al2O3陶瓷/Ti箔片/鈦環(huán)的裝配件，其中Ti箔片的厚度為120μm，純度為99.99%；
(三)、將步驟(二)得到的裝配件放置在真空加熱爐中，施加壓力為10MPa，當(dāng)真空度達(dá)到1.3×10-3Pa時(shí)，通電加熱，控制升溫速度為10℃/min，升溫至1150℃，然后保溫30min，再控制冷卻速度為10℃/min，冷卻至300℃，然后再隨爐冷卻，即完成對(duì)鍍鈦Al2O3陶瓷與鈦環(huán)的連接。
本發(fā)明采用Ti箔片成功實(shí)現(xiàn)了對(duì)鍍鈦Al2O3陶瓷與鈦環(huán)的連接，通過(guò)控制釬焊溫度、保溫時(shí)間和施加壓力，以控制界面的結(jié)合程度，進(jìn)而達(dá)到控制接頭組織和性能的目的，成功實(shí)現(xiàn)了鍍鈦Al2O3陶瓷與鈦環(huán)的連接，并獲得了可靠的接頭。
實(shí)施例4：一種人造視網(wǎng)膜中鍍鈦Al2O3陶瓷和鈦環(huán)的連接方法，其包括以下步驟：
(一)、將待連接鍍鈦Al2O3陶瓷和鈦環(huán)放入丙酮中超聲清洗5min~10min；
(二)、將Ti箔片置于待連接的鍍鈦Al2O3陶瓷與鈦環(huán)的連接面之間，裝配成鍍鈦Al2O3陶瓷/Ti箔片/鈦環(huán)的裝配件，其中Ti箔片的厚度為10μm ~120μm，純度為99.99%；
(三)、將步驟(二)得到的裝配件放置在真空加熱爐中，施加壓力為8MPa，當(dāng)真空度達(dá)到1.8×10-3Pa時(shí)，通電加熱，控制升溫速度為25℃/min，升溫至1000℃，然后保溫70min，再控制冷卻速度為8℃/min，冷卻至300℃，然后再隨爐冷卻，即完成對(duì)鍍鈦Al2O3陶瓷與鈦環(huán)的連接。
本發(fā)明采用Ti箔片成功實(shí)現(xiàn)了對(duì)鍍鈦Al2O3陶瓷與鈦環(huán)的連接，通過(guò)控制釬焊溫度、保溫時(shí)間和施加壓力，以控制界面的結(jié)合程度，進(jìn)而達(dá)到控制接頭組織和性能的目的，成功實(shí)現(xiàn)了鍍鈦Al2O3陶瓷與鈦環(huán)的連接，并獲得了可靠的接頭。