Способ контроля керамических деталей перед изготовлением узлов Советский патент 1992 года по МПК B23K1/20 

Изобретение относится к способам контроля керамических деталей при изготовлении металлокерамических узлов применительно к электровакуумным приборамэлектронной и радиотехнической промышленности.

При изготовлении керамических узлов и решена полностью проблема контроля качества поверхности керамических деталей на наличие органических загрязнений - остатков омазок, масел, жиров, моющих средств, используемых в технологии очистки. Деионизованная и дистиллированная вода, очищая поверхность керамики от солей электролита, сама является источником органических загрязнений, которые при соединении деталей пайкой в результате пиролиза снова могут приводить к появлению темных пятен и полос. Подобные загрязнения отрицательно влияют на характеристики электровакуумных приборов - уменьшают электрическую прочность

керамических узлов, что недопустимо для приборов, работающих при электрических напряжениях и отрицательно влияют на качество паяного соединения. В связи с этим, в способ изготовления керамических узлов введены операции контроля керамики после изготовления керамических деталей и после нанесения металлизированных покрытий и промывки в дистиллированной или деонизованной воде. Детали подвергают внешнему осмотру, разбраковывают с помощью лупы с 7-10 кратным увеличением или микроскопа.

Известен способ обнаружения органических загрязнений методом разрыва водной пленки. Испытуемые детали погружают на короткое время в ванну с деионизованной водой, после стекания избытка воды, наблюдают за сплошностью водной пленки на поверхностях деталей.

Этот способ имеет ряд недостатков;

сила взаимодействия между молекулами воды и молекулами.испытуемой пов-ти определяется наличием у поверхности сорбционного силового поля, величина которого зависит от структуры материала и его химической активности, чувствительность способа различна для различных объектов;

чувствительность способа также зависит от толщины водной пленки и количества загрязнений.

Таким образом способ не обеспечивает достаточной точности определения органических загрязнений.

Известен радиохимический способ обнаружения загрязнений,основанный на использовании меченых атомов, включающий внесение радиоактивных изотопов в органические загрязнения, попадающие на поверхность деталей, очистку и измерение остаточной радиоактивности на деталях.

Однако ввиду радиационной опасности и сложности аппаратуры они пригодны лишь для исследований, а не для технологического контроля чистоты деталей в производстве.

Известен способ изготовления узлов с керамическими деталями, в котором перед пайкой производят контроль керамических деталей на наличие органических загрязнений, основанный на каталитическом сжигании загрязнений в присутствии медных пластин при температуре 400°С в атмосфере кислорода. Оценивается количество загрязнений по количеству углекислого газа, образовавшегося при полном окислении органических загрязнений в атмосфере кислорода.

Способ каталитического сжигания является трудоемким и недостаточно эффективным. При использовании этого способа для обнаружения органических загрязнений на деталях с металлизационным покрытием происходит окисление металлизации, что снижает процент выхода годных паяных узлов.

Целью изобретения является повышение выхода годных изделий.

Поставленная цель достигается тем, что в способе контроля керамических деталей перед изготовлением узлов, включающем очистку керамических деталей, термообработку для обнаружения органических загрязнений, отбор чистых деталей и соединения их в узлы,термообработку проводят при температуре 600-800°С в защитной среде с выдержкой в течение 15-30 мин, а отбор чистых деталей производят по отсутствию темных пятен и полос.

Проведение указанной термообработки керамических деталей позволяет визуально

обнаружить органические загрязнения на поверхности керамики и не допустить попадания загрязненных деталей на операцию соединения их в узел, что позволяет увеличить выход годных узлов и изделий.

Пример. Заявленным способом была изготовлена опытная партия узлов с керамическими деталями для оболочек передающих трубок.

0При изготовлении узлов в соответствии

с заявленным способом проводилась очистка керамических металлизированных деталей промывкой в дистиллированной воде. Затем проводилась термообработка этих

5 деталей при температуре 600-800°С с выдержкой в течение 15-30 мин в среде защитного газа или в вакууме, на поверхность керамики органические загрязнения проявились в виде темных пятен и полос, по

0 отсутствии которых проводился отбор чистых деталей для дальнейшего соединения их в узел методом пайки или другими способами.

Ниже приведены примеры, обосновывающие пределы режимов заявленного способа.

Пример 1.В способе контроля керамических деталей перед изготовлением узлов термообработку керамики проводили

0 при температуре 600°С с выдержкой 15 мин в среде водорода. Органические загрязнения на поверхности керамики начинают появляться в виде темных пятен и полос.

Пример 2. Термообработку керамики

5 проводили при температуре 700°С с выдержкой 20 мин в среде водорода. Органические загрязнения на поверхности кераглики проявляются в виде отчетливых темных пятен и полос.

0П р и м е р 3, Термообработку керамики

проводили при температуре 800°С с выдержкой 30 мин в среде водорода. Органические загрязнения на поверхности керамических деталей проявляются в виде

5 отчетливых темных пятен и полос.

Аналогичные результаты получаются в случае использования газовых защитных сред (аргон, азот, гелий или их смеси), а также в вакууме. Для осуществления способа необходимо нагрев производить в защитной газовой атмосфере или в вакууме, т.к,, если нагрев проводить на воздухе, произойдет окисление и разрушение металлизированного покрытия за счет транс5 портных реакций на молекулах воды.

При проведении нагрева керамических деталей при температуре ниже 600°С и выдержке 15 мин темные пятна и полосы от органических загрязнений проявляются слабо, что затрудняет оценку чистоты поверхности керамики при визуальном осмотре, что приводит к попаданию на сборку керамических деталей с органическими загрязнениями и к уменьшению кол-ва годных узлов.

Увеличение температуры нагрева выше 800°С и времени выдержки более 30 мин не приводит к увеличению потемнения загрязнений на поверхности керамики. Проводить нагрев выше указанной температуры экономически не целесообразно.

Как показали экспериментальные данные, полученные на партиях опытных узлов, все узлы, изготовленные предлагаемым способом, имеют высокие электрическое сопротивление, механическую прочность и вакуумную плотность, выход годных узлов 100%.

Выход годных узлов, изготовленных способом по прототипу, значительно ниже из-за поступления на сборку керамических узлов с окисленным металлическим покрытием.

Предложенный способ может быть использован при изготовлении металлокерамических узлов оболочек для телевизионных передающих трубок и любых других изделий. При этом изготовление узлов может быть осуществлено способами пайки, сварки и другими методами соединений.

Технико-экономические преимущества предложенного способа определяется упрощением технологии изготовления, повышением надежности и увеличением выхода годных узлов.

Определить экономический эффект в настоящее время не представляется возможным.

Формула изобгетения

Способ контроля керамических деталей перед изготовлением узлов, включающий очистку керамических деталей, термообработку для обнаружения органических загрязнений и отбор чистых деталей, отличающийся тем, что, с целью повышения выхода годных изделий, термообработку проводят в защитной среде или вакууме при 600-800°С в течение 15-30 мин, а отбор чистых деталей производят по отсутствию темных пятен и полос.

Использование: при изготовлении ме- таллокерамических узлов применительно к электровакуумным приборам электронной и радиотехнической промышленности. Сущность изобретения; контроль керамических деталей перед изготовлением узлов, осуществляется термообработкой керамических деталей при температуре 600-800°С в защитной среде или вакууме в течение 15-30 мин. Отбор чистых деталей производят по отсутствию темных пятен и полос.