KOVAR

1. Koeficijent toplinske ekspanzije koji odgovara tvrdom staklu i keramici (prednost jezgre): Unutar temperaturnog raspona od -80 stupnjeva do +450 stupnjeva, prosječni koeficijent linearnog širenja je 4.5 - 6.5 × 10⁻⁶ / stupanj, što je gotovo savršeno usklađeno s borosilikatnim staklom i aluminijevom keramikom, osiguravajući hermetičnost i dugotrajnu pouzdanost zapečaćeni sklop.
2. Izvrsne performanse hermetičkog brtvljenja: Nakon obrade pred-oksidacijom, KOVAR stvara kemijsku vezu s rastaljenim staklom. Stopa curenja nakon brtvljenja može doseći < 1 × 10⁻⁹ Pa·m³/s, ispunjavajući zahtjeve za visoko-pouzdano elektroničko pakiranje.
3. Dobra plastičnost i obradivost: S žarenim produljenjem od 20-30%, može se podvrgnuti raznim operacijama oblikovanja kao što su hladno valjanje, hladno izvlačenje, štancanje i strojna obrada.
4. Vrhunska izvedba zavarivanja i brtvljenja: Može se spojiti pomoću metoda kao što su TIG zavarivanje, otporno zavarivanje, zavarivanje elektronskim snopom, lasersko zavarivanje i tvrdo lemljenje, uz visoku čvrstoću brtvljenja kada se lijepi na staklo i keramiku.
5. Dobra dimenzionalna stabilnost: nakon stabilizacijskog tretmana, dimenzionalne promjene tijekom-dugotrajne upotrebe su minimalne, što ga čini prikladnim za precizne elektroničke komponente.
6. U skladu s više međunarodnih standarda: ASTM F15, UNS K94610, GB/T 15018 (4J29), MIL-I-23011, itd.

A:

Svojstva-odgovaranja ekspanziji KOVAR-a proizlaze iz njegovog precizno kontroliranog sadržaja nikla-kobalta i feromagnetskih karakteristika:

1. Proširene primjene Invar efekta:
Svojstva ekspanzije KOVAR-a temelje se na Invar efektu, ali proširuju i pomiču izvorno uski nizak-temperaturni raspon ekspanzije (-100 stupnjeva do +200 stupnjeva ) u viši temperaturni raspon (sobna temperatura do +450 stupnjeva ) dodavanjem približno 17% kobalta i podešavanjem sadržaja nikla na oko 29%. To je savršeno usklađeno s temperaturnim rasponom omekšavanja borosilikatnog stakla.
2. Sinergijsko djelovanje nikla i kobalta:
Otprilike 29% nikla i 17% kobalta u leguri rade zajedno kako bi se krivulja ekspanzije legure gotovo potpuno podudarala s onom tvrdog stakla unutar raspona temperature žarenja od sobne temperature do stakla. Ovo precizno podudaranje osigurava da tijekom procesa hlađenja brtvljenja, kontrakcija metala točno odgovara staklu, sprječavajući pretjerano zaostalo naprezanje na spoju brtve.
3. Odnos između Curiejeve točke i radne temperature:
KOVAR ima Curiejevu točku od približno 415 stupnjeva, a njegova gornja granica radne temperature (oko 450 stupnjeva) pada točno unutar temperaturnog raspona žarenja borosilikatnog stakla. Ovo nije slučajnost, već ključni aspekt dizajna legure-kada legura prelazi iz feromagnetske u paramagnetsku, njezina promjena koeficijenta ekspanzije sinkronizira se s promjenom karakteristika ekspanzije stakla, postižući podudaranje u cijelom temperaturnom rasponu.

Toplinska obrada KOVAR-a ima odlučujući utjecaj na konačnu mikrostrukturnu stabilnost, točnost dimenzija i hermetičko brtvljenje:
1. Žarenje (ublažavanje naprezanja, homogenizacija strukture):
Zagrijte na 800-900 stupnjeva, držite 0,5 do 1 sat, zatim ohladite u peći ili hladite zrakom brzinom manjom od ili jednakom 300 stupnjeva po satu kako biste dobili stabilnu austenitnu strukturu i jednolike karakteristike ekspanzije.
2. Stabilizacijski tretman (preporučuje se za visoko{1}}precizne dijelove):
Držite na 300-400 stupnjeva 1 do 4 sata, zatim polako ohladite na sobnu temperaturu kako biste uklonili zaostala naprezanja, stabilizirali austenitnu strukturu i minimizirali dimenzionalni pomak tijekom sljedeće upotrebe.
3. Pre-tretman oksidacijom (za brtvljenje stakla):
Držite na 900-1000 stupnjeva 15 do 30 minuta u mokroj atmosferi vodika ili atmosferi dušika s odgovarajućom količinom kisika kako bi se formirao gusti oksidni film debljine 2-5 μm, osiguravajući dobro brtvljenje sa staklom. Glavna komponenta oksidnog filma je (Co,Ni)Fe₂O₄ struktura spinela.
4. Tretman za ublažavanje stresa (nakon strojne obrade):
Držite na 200-300 stupnjeva 1 do 2 sata, zatim ohladite na zraku kako biste spriječili deformaciju uzrokovanu naprezanjem pri rezanju.
Napomena: KOVAR je sklon rastu zrna na visokim temperaturama, stoga se temperatura i vrijeme žarenja moraju strogo kontrolirati. Pre-obrada oksidacijom kritičan je proces u hermetičkom brtvljenju stakla, budući da debljina i ujednačenost oksidnog filma izravno utječu na čvrstoću lijepljenja i nepropusnost brtve.

Efektivna radna temperatura (sa stabilnom ekspanzijom koja odgovara performansama):
Preporuča se da bude -80 stupnjeva do +450 stupnjeva. Unutar ovog temperaturnog raspona može održavati koeficijent toplinskog širenja koji odgovara tvrdom staklu i izvrsne performanse nepropusnog brtvljenja. Optimalni raspon temperature brtvljenja je od 300 do 450 stupnjeva.
Temperatura-kratkotrajne izloženosti:
Do +500 stupnjeva, ali će se koeficijent toplinske ekspanzije značajno povećati, što može utjecati na pouzdanost brtve.
Performanse na-niskim temperaturama:
KOVAR održava dobru čvrstoću i žilavost ispod -80 stupnjeva, ali njegov koeficijent toplinskog širenja može malo odstupati od koeficijenta stakla. Za primjene na ultra-temperaturama, pouzdanost hermetičkog brtvljenja treba procijeniti na temelju specifičnih radnih uvjeta.
Ograničenja visoke-temperature:
Kada temperatura prijeđe 415 stupnjeva (Curiejeva točka), legura prelazi iz feromagnetske u paramagnetsku, što rezultira značajnim promjenama njezinih karakteristika ekspanzije i smanjenim podudaranjem sa staklom. Stoga KOVAR nije prikladan za okruženja visoke-temperature iznad 450 stupnjeva.

KOVAR pokazuje izvrsne performanse hermetičkog brtvljenja i nezamjenjiv je ključni materijal u industriji elektroničkog pakiranja:
1. Hermetičko brtvljenje staklom:
Nakon pred-obrade oksidacijom KOVAR na svojoj površini stvara gusti oksidni sloj (debljine 2-5 μm). Tijekom procesa brtvljenja stakla (na približno 900-1000 stupnjeva), rastaljeno staklo se kemijski veže sa slojem oksida kako bi se stvorilo hermetički zatvoreno sučelje visoke čvrstoće. Brzina curenja nakon brtvljenja može doseći < 1 × 10⁻⁹ Pa·m³/s (detekcija curenja helijskom masenom spektrometrijom).
2. Brtvljenje keramikom:
KOVAR se može zabrtviti na keramiku kao što su aluminijev oksid i berilijev oksid aktivnim metalnim lemljenjem (npr. TiCuAg dodatni metali) ili izravnim lijepljenjem, što ga čini prikladnim za visoko-pouzdano keramičko pakiranje.
3. Ključne kontrolne točke: Tri ključna kontrolna elementa za Kovar i hermetičko brtvljenje stakla su:
Debljina oksidnog filma: 2-5 μm. Pretanak će rezultirati nedovoljnom čvrstoćom brtvljenja, a predebeo će uzrokovati ljuštenje oksidnog filma.
Temperatura brtvljenja: 900-1000 stupnjeva, u skladu s točkom omekšavanja stakla
Brzina hlađenja: Potrebno je sporo hlađenje (Manje od ili jednako 300 stupnjeva na sat) kako bi se spriječilo pucanje stakla od toplinskog udara.
4. Pouzdanost:
KOVAR hermetičke komponente mogu izdržati preko 1000 temperaturnih ciklusa između -80 stupnjeva i +450 stupnjeva bez prekoračenja stope curenja ili mehaničkog kvara.

Djelomična zamjena je moguća, ali mora se procijeniti na temelju specifičnih temperaturnih raspona i zahtjeva za materijal za brtvljenje:
Prednosti KOVARA:

1. Odgovarajući koeficijentu toplinske ekspanzije borosilikatnog stakla u rasponu od -80 stupnjeva do +450 stupnjeva, to je najčešće korištena i tehnički zrela legura za brtvljenje u području elektroničkog pakiranja.
2. Dobra obradivost i zavarljivost, što omogućuje oblikovanje u različite oblike.
3. Visoka čvrstoća brtve i dobra zrakonepropusnost, s niskom stopom curenja od < 1 × 10⁻⁹ Pa·m³/s.
4. Ima dobra svojstva usklađivanja toplinske ekspanzije slična onima keramike od glinice.

Ograničenja KOVAR-a:
1. Razlike u kompatibilnosti s različitim vrstama stakla:
Nekompatibilno je sa soda-vapnenim staklom (koeficijent ekspanzije približno 9 × 10⁻⁶ / stupanj) i umjesto njega treba odabrati druge legure za brtvljenje (kao što je 4J28).
2. Razlike od zavarivanja s običnim nehrđajućim čelikom:
Kod zavarivanja austenitnog nehrđajućeg čelika treba obratiti pozornost na naprezanje uzrokovano razlikama u koeficijentu toplinskog rastezanja.
3. Inadequate high-temperature (>500 stupnjeva) performanse:
Koeficijent toplinskog širenja znatno se povećava iznad Curiejeve točke, što ga čini neprikladnim za okruženja s ultra-visokom-temperaturom.

4. Neusklađenost sa staklom niske-ekspanzije:
Za kvarcno staklo (s koeficijentom širenja od približno 0,5 × 10⁻⁶ / stupanj), treba odabrati legure za brtvljenje niske-ekspanzije (kao što je 4J36).

Preporuke za odabir materijala:
Za odabir specifičnog materijala, molimo navedite detaljne radne uvjete (vrsta materijala za brtvljenje, temperaturni raspon, okolišni medij, vijek trajanja). Možemo vam pomoći s tehničkom i ekonomskom usporednom analizom kako bismo vam pomogli da napravite optimalan izbor između KOVARA i drugih vrsta legura za brtve.
Za ponude specifičnih specifikacija, izvješća o ispitivanju materijala ili listove tehničkih parametara, obratite se našim inženjerima prodaje. Podržavamo prilagodbu dimenzija, uvjeta toplinske obrade i površinske obrade prema potrebi te pružamo cijeli skup međunarodno certificiranih dokumenata.