针对环形陶瓷件的抗氧化封焊钎料的制作方法

1.本实用新型涉及针对环形陶瓷件的抗氧化封焊钎料，属于陶瓷封焊技术领域。


背景技术：

2.由于陶瓷的非金属性，使得陶瓷与陶瓷或陶瓷与金属之间的连接十分困难，更不用说环形陶瓷件了，目前环形陶瓷件的封焊主要分为手工焊和和机器焊两种，使用的焊料多为金属焊料。手工焊操作难度大，焊接时间难以掌控，焊料易堆叠，焊接处易氧化的现象；机器焊中也会出现覆着钎料有细小的孔洞，浸润完全、接口处易氧化等问题，同时接口强度与钎料的稳定性有很大关系。环形陶瓷件的封焊缺陷常存在于焊接时焊料产生的内在缺陷和裸露在外的焊料氧化。
3.现有陶瓷钎料中，存在以下缺点：主要采用的钎料有ag、cu、ni等，但大多数金属元素在钎焊过程中都会和陶瓷发生强烈的化学反应，形成反应过渡层，降低接头的力学性能和导热性和热疲劳性能。采用各种活性金属作为陶瓷钎料时，活性金属易被氧化，钎焊过程需要惰性气体保护， 但这种条件下获得的焊接接头在高温下抗氧化能力很差，且在高温下接头性能会显著下降。
4.为此本申请通过提供一种针对环形陶瓷件的环状多层抗氧化封焊铝钎料，来弥补现有陶瓷钎焊技术中的缺陷，以解决环形陶瓷与陶瓷或环形陶瓷与金属之间连接的问题。


技术实现要素：

5.本实用新型所要解决的技术问题在于：提供针对环形陶瓷件的抗氧化封焊钎料，它解决了传统环状陶瓷件焊料分布不均匀，且高温下焊接接头抗氧化能力差，接头性能显著下降的问题。
6.本实用新型所要解决的技术问题采取以下技术方案来实现：
7.针对环形陶瓷件的抗氧化封焊钎料，从上到下依次包括主钎料层、第一稳定层、辅助层和第二稳定层，且整体呈环形，所述辅助层包括al元素层和ni元素层，所述al元素层设为倒凸形，所述ni元素层设为正凹形，所述al元素层与ni元素层相嵌合，且al元素层的直径大于ni元素层。
8.作为优选实例，所述主钎料层包括主元素层和主元素氧化层。
9.作为优选实例，所述第一稳定层由al元素层构成，所述第二稳定层由ni元素氧化物层构成。
10.作为优选实例，所述ni元素层的直径与钎料层、第一稳定层和第二稳定层的直径相同。
11.本实用新型的有益效果是：
12.1、本实用新型为环状多层结构，可以均匀紧贴在焊接对象上，可以让钎料中钎料覆盖更均匀，润湿性能更强，使钎焊中更少气孔裂纹等问题，并解决粉状钎料的扬尘问题。
13.2、两侧突出的倒“凸”形与正“凹”形辅助层结构能对外形成防氧化保护膜，对内包
裹吞噬不良氧化物，从而能够提高钎焊接口强度和提高钎焊接头的持久性，即能延长接口在恶劣环境下的寿命，使性能更稳定。
附图说明
14.图1为本实用新型的剖面结构示意图；
15.图2为本实用新型的立体结构示意图；
16.图3为辅助层的结构示意图。
17.图中：主元素层1、主元素氧化层2、al元素层3、ni元素层4、ni元素氧化层5、焊接对象6。
具体实施方式
18.为了对本实用新型的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。
19.如图1
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3所示，针对环形陶瓷件的抗氧化封焊钎料，从上到下依次包括主钎料层、第一稳定层、辅助层和第二稳定层，且整体呈环形，辅助层包括al元素层3和ni元素层4，al元素层3设为倒凸形，ni元素层4设为正凹形，al元素层3与ni元素层4相嵌合，且al元素层3的直径大于ni元素层4，辅助层总厚度为2.18μm，ni元素层4厚度约为0.18μm。倒“凸”形al元素层3增加与正“凹”形ni元素层4的接触面积，提供足够al元素形成ni/al双层薄膜，更充分的包裹吞噬主元素封焊时产生的不良氧化物。
20.主钎料层包括主元素层1和主元素氧化层2，其中主元素氧化层2在主元素层1下方，为主元素的自然产物，会影响钎料浸润效果，从而影响钎焊接头强度。主元素氧化层2由al与特定元素共同构成，特定元素成分根据钎焊对象6定制。主钎料层厚度为30μm，其中主元素层1厚度为27μm，主元素氧化层2厚度为3μm。主钎料层起直接润湿被钎焊对象的作用。
21.第一稳定层由al元素层3构成，厚度约为2μm。al元素层3能有效提高钎焊接头强度，同时该层能根据性能要求添加并兼容其他元素，使接口达到要求的性能指标。
22.第二稳定层由ni元素氧化物层5构成，厚度约为0.02μm。ni元素氧化层主要为一种易去除的氧化物，它能有效提高主钎料层的持久性。
23.ni元素层4的直径与钎料层、第一稳定层和第二稳定层的直径相同，使得凸出的al元素层3能扩大该薄膜的延展度，在封焊时，使其更好的包裹住钎料，隔绝外界空气。
24.该杭氧化封焊钎料可以制作很薄，为5层原料叠加而成，总厚度32.2μm，每层各有分工又相互合作，即某层材料同时兼备两种功能，如al元素层3即属于第一辅助层又属于稳定层，发挥着提高钎焊接头强度和形成抗氧化膜的双重作用；圆环宽度可以根据焊接对象6定制；al元素层3微凸出辅助层发挥作用，形成抗氧化性极强的外层保护膜，实现隔绝外部焊料与空气接触，起到优异的抗氧化效果，提高钎焊接口的稳定性；辅助层存在倒“凸”与“凹”字形结合结构，对钎焊时主钎料产生的不良氧化膜有很好的包裹吞噬作用，避免氧化膜与工件接触，降低钎焊接头性能；当钎料的主元素层1发生变动时，对辅助层结构的影响不大，依旧能形成外部保护膜和包裹内部氧化层的效果，有效消除主元素氧化层2不良影响的作用，使得该环状结构钎料有着全属性使用的特点。
25.以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行
业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。


技术特征：
1.针对环形陶瓷件的抗氧化封焊钎料，其特征在于：从上到下依次包括主钎料层、第一稳定层、辅助层和第二稳定层，且整体呈环形，所述辅助层包括al元素层（3）和ni元素层（4），所述al元素层（3）设为倒凸形，所述ni元素层（4）设为正凹形，所述al元素层（3）与ni元素层（4）相嵌合，且al元素层（3）的直径大于ni元素层（4）。2.根据权利要求1所述的针对环形陶瓷件的抗氧化封焊钎料，其特征在于：所述主钎料层包括主元素层（1）和主元素氧化层（2）。3.根据权利要求1所述的针对环形陶瓷件的抗氧化封焊钎料，其特征在于：所述第一稳定层由al元素层（3）构成，所述第二稳定层由ni元素氧化物层（5）构成。4.根据权利要求1所述的针对环形陶瓷件的抗氧化封焊钎料，其特征在于：所述ni元素层（4）的直径与钎料层、第一稳定层和第二稳定层的直径相同。

技术总结
本实用新型公开了针对环形陶瓷件的抗氧化封焊钎料，属于陶瓷封焊技术领域。它从上到下依次包括主钎料层、第一稳定层、辅助层和第二稳定层，且整体呈环形，辅助层包括Al元素层和Ni元素层，Al元素层设为倒凸形，Ni元素层设为正凹形，Al元素层与Ni元素层相嵌合，且Al元素层的直径大于Ni元素层。本实用新型为环状多层结构，可以均匀紧贴在焊接对象上，可以让钎料中钎料覆盖更均匀，润湿性能更强，使钎焊中更少气孔裂纹等问题，两侧突出的倒“凸”形与正“凹”形辅助层结构能对外形成防氧化保护膜，对内包裹吞噬不良氧化物，从而能够提高钎焊接口强度和提高钎焊接头的持久性，即能延长接口在恶劣环境下的寿命，使性能更稳定。使性能更稳定。使性能更稳定。


技术研发人员：黄子瑶
受保护的技术使用者：黄子瑶
技术研发日：2021.05.21
技术公布日：2021/12/14