Металлокерамический узел Советский патент 1992 года по МПК C04B37/02 

Изобретение относится к вакуумно- плотным соединениям металла с керамикой и может быть использовано в электронной, электротехнической и других отраслях промышленности.

Цель - повышение эксплуатационной надежности узла за счет увеличения механической прочности и термостойкости.

На фиг. 1. 2 представлены варианты предлагаемой конструкции.

Керамический изолятор 1 изготовлен из керамики ВК-94-1. Наружный диаметр изолятора 60 мм, внутренний 40 мм, высота 10 мм. В качестве компенсаторного кольца 2 использовано кольцо из той же керамики с наружным диаметром 46 мм, внутренним диаметром 30 мм, высотой 4 мм.

На торцовую и внутреннюю поверхности изолятора и компенсаторного кольца, предназначенные для спаиоанкя с манжетой, наносили метэллизэционное покрытие, состоящее из 80% молибдена и 20% спека, включающего 52,2 % b 47,8 % СаО. Вжиганпе металлизационного покрытия на керамике осуществляли при 1400°С в смеси водорода и азота при объемном соотношении газов 1:1,5. Точка росы выходящего из печи газа плюс 18-25°С. Время похождения при максимальной температуре 20 мин,

Механические манжеты 3 изготавливали из сплава 2ЭНК в форме цилиндра с наружным выступом 4, перпендикулярным образующей поверхности манжеты. Толщина манжеты и выступа в зоне спая с изолятором составляла 0,5 мм и плавно

vj

о

00

о со

увелпчпсалась в 1,2-2,5 раза /;о 0,6-1,25 мм ил расстоянии от выступа 1,2-2,4 мм, т.е. на расстоянии 0,3-0,6 от рысоты компенсаторного кольца. Пайку уз/юо осуществляли медным припоем марки Мои при температуре 1100° С о азотно-водородной среде при объемном соотношении азота к водороду 8:1, Пакуумную плотность узлов после пайки проверяли на гелиевом течеискателе ПТИ-7.

За базу для сравнения выбран металле- керамический узел, выполненный в соответствии о прототипом. Габаритные размеры керамического изолятора и компенсаторного кольца в прототипе соответствовали размерам аналогичных деталей, используемых о образцах, выполненных по предлагаемому изобретению. Соединение манжеты с изолятором и кольцом осуществляли по тор- цооым поверхностям. Толщина манжеты и выступа в образцах прототипа составляла 0,5 мм.

Сравнительные испытания металлоке- рамических узлов предлагаемой конструкции и конструкции-прототипа проводили при испытании на термостойкость и меха- ническую прочность.

При определении термостойкости узлы помещали в печь, нагретую до 800-830 С, в юторой за 10-12 мин они нагревались до ЬОО°С, затем узлы вынимали из печи и ох- лаждали путем обдува вентиляторами до комнатной температуры за 10-15 мин, после чего проверяли на вакуумную плотность

и фиксировали количество термоциклов, выдерживаемых узлом без нарушения вакуумной ПЛОТНОСТИ.

Механическую прочность узлов определяли на разрывной машине УМ-5 при испытании образцов на растяжение, Средние значения исследуемых параметров определяли по результатам испытания 6-10 узлов.

Результаты испытаний, представленные в таблице, свидетельствуют о преимуществе узлов предлагаемой конструкции против прототипа по термостойкости е 1,2- 1,4 раза по механической прочности в 2,8- 3,2 раза.

Формула изобретения Металлокерамический узел, включающий металлическую цилиндрическую манжету с выступом, перпендикулярным образующей поверхности манжеты, и припаянные к выступу по плоскостям керамический изолятор и компенсаторное кольцо, отличающийся тем, что, с целью повышения эксплуатационной надежности узла за счет увеличения механической прочности и термостойкости, изолятор и кольцо дополнительно соединены с манжетой по образующей, причем последняя имеет с внутренней стороны плавное утолщение в 1,2-2,5 раза на расстоянии от выступа 0,3-0,б до 1 высоты компенсаторного кольца.

Purf

Фиг, 2

Изобретение относится к вакуумно- плотным соединениям металла с керамикой и может быть использовано в электронной, электротехнической и других отраслях промышленности. Для повышения эксплуатационной надежности узла за счет увеличения механической прочности и термостойкости металлокерамический узел включает металлическую цилиндрическую манжету с выступом, перпендикулярным образующей поверхности, и спаянные с выступом по плоскостям, а с манжетой по образующей, керамические изолятор и компенсаторное кольцо. Причем манжета имеет с внутренней стороны плавное утолщеннее 1,2.-2,5 раза на расстоянии от выступа 0,3-0,6 до 1 высоты компенсаторного кольца. Узел из керамики ВК-94-1 и сплава 29 НК, спаянных медным припоем, выдерживает 46-54 термоциклов, по режиму 20-800-20°С, разрушающая нагрузка на растяжение составляет 26-29 кН. 2 ил. 1 табл. СП с