CN1056130A - 耐腐蚀可伐合金 - Google Patents

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CN1056130A
CN1056130A CN 90102845 CN90102845A CN1056130A CN 1056130 A CN1056130 A CN 1056130A CN 90102845 CN90102845 CN 90102845 CN 90102845 A CN90102845 A CN 90102845A CN 1056130 A CN1056130 A CN 1056130A
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丁文凯
张金妹
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SHANGHAI INST OF IRON and STEEL
Shanghai Iron and Steel Research Institute
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Abstract

一种耐腐蚀可伐合金，本发明用作与玻璃，陶瓷 等封接的封接材料。
本发明合金成分为(按重量百分数计)Ni27-37， Co7-17，(Nb+Cr+Mo+Cu)0.6-5，Mn≤0.6，Si≤ 0.4，C0.06-0.5余Fe，本发明既具有与可伐合金相当 的热膨胀性能，又具有良好的耐蚀性能，因此能有效 地解决封接件外引线因腐蚀而断裂的问题。

Description

一种耐腐蚀可伐合金，本发明用作和玻璃、陶瓷等封接的封接材料。
众所周知，可伐合金在电真空器件中用作与玻璃、陶瓷封接的封接材料已由来已久，但是，多年来，半导体器件在使用过程中外引线断裂已成为影响半导体器件使用寿命，以及电子设备特别是军工设备可靠性的颇为棘手的问题，英国、日本等工业发达国家均先后着手研究，但至今仍未见有效解决外引线断裂问题的有关报导，我国从1967年开始多次长期组织有关行业和专家进行攻关，也未完全解决，我所经多年研究发现半导体器件外引线在使用过程中之所以断裂的主要原因系在于封接材料被腐蚀而造成的，而目前市场上供应的不锈因瓦合金和不锈钢又因其膨胀系数与半导体器件被封接材料不匹配而难以使用。
本发明的目的就是要研制出一种既具有与可伐合金相当的热膨胀性能，同时又具有高耐蚀性能，从而能有效解决半导体器件外引线断裂问题的耐腐蚀可伐合金。
本发明的措施是在Fe-Ni-Co合金中加入既能提高合金耐蚀性能，又能控制合金膨胀系数的Nb和C，为了降低合金成本，也可加入少量Ho、Cr、Cu等能提高合金耐蚀性能的元素以减少贵金属铌的含量。
本发明的特征在于，合金成份为（按重量百分数计），Ni27～37、Co7～17，（Nb+Mo+Cr+Cu）0.6～5、Mn≤0.6，Si≤0.4，C0.06～0.5余Fe，其中Nb、Mo、Cr、Cu可单独采用Nb一种元素，也可采用Nb与其它任一种或多种元素联合使用。可采用非真空电弧炉、真空、或非真空感应炉等设备冶炼，随后通过锻造、热轧、冷轧或冷拔等工序将合金加工成带、管、棒、丝等产品。
当合金中Ni成份控制在27～33%（重量百分数）下限范围时，合金的热膨胀系数为：α20-400℃＝（4.6～5.2）×10-6/℃
α20～450℃＝（5.0-5.6）×10-6/℃
该性能与4J29相当，可用于与硬玻璃封接。
当合金中Ni成份控制在32～37%（重量百分比）上限范围时，合金的热膨胀系数为：
α20-400℃＝（5.9～7.2）×10-6/℃
α20-500℃＝（6.5～7.5）×10-6/℃
α20-600℃＝（7.8～8.8）×10-6/℃
该性能与4J33和4J34相当，可用于与陶瓷封接。
下面为本发明的实施例：
实施例1：在真空炉中冶炼本发明材料，材料成份为（按重量百分数计），Ni  29.96，CO13.1，Nb  3.50，C0.35，Mn  0.38，Si  0.25，余Fe，经测试，材料的热膨胀性能如下：
α室温～100℃＝5.7×10-6/℃
α室温～200℃＝5.1×10-6/℃
α室温～300℃＝4.6×10-6/℃
α室温～400℃＝4.6×10-6/℃
α室温～450℃＝5.5×10-6/℃
该性能与4J29相当，满足与硬玻璃封接的性能要求，将其装成三极管封接件后发现其耐蚀性能大大优于4J29，取采用本合金和4J29封接的三极管封接件各6只，外引线直径为φ0.45毫米，镀黄金，同时置于含3%NaCl溶液中，进行腐蚀试验比较，发现，采用4J29封接的，腐蚀柒天后就发现有外引线断裂现象，腐蚀叁拾天后，外引线全部断裂，而处于同等条件下腐蚀的本合金封接件的外引线均完好无损，因此本合金完全可以替代4J29用于与硬玻璃封接，还其耐蚀性能大大优于4J29。
实施例2：在真空炉中冶炼本发明材料，其成份为，（按重量百分数计）Ni33.50，CO12.28，Nb2.72，C0.40，Mn0.35，Si0.28，余Fe，经测试，材料热膨胀性能如下：
α室温～100℃＝7.28×10-6/℃
α室温～200℃＝6.72×10-6/℃
α室温～300℃＝6.64×10-6/℃
α室温～400℃＝6.25×10-6/℃
α室温～500℃＝7.36×10-6/℃
该合金的性能与4J33和4J34相当，完全满足与95%Al2O3匹配封接的要求，且其耐蚀性能必定优于4J3和4J34。
实施例3：在真空炉中冶炼本发明材料，成份为（按重量百分数计），Ni  32.68，Co  11.50，（Nb+Cr）1.7其中Nb  0.9，Cr  0.8，C  0.20，Si  0.26，Mn0.35余Fe，经测试，其热膨胀性能与实施例1相似，但耐蚀性能稍差，因此该合金可用于耐蚀要求较低的场合使用，而由于Nb含量降低，因而材料的成本大大降低。
采用实施例1的材料已封接数百只三极管封接件，并已组装成器件应用。

Claims (6)

1、一种耐腐蚀可伐合金，其特征在于，合金成份为(按重量的分数计)，Ni27～37，Co7～17，(Nb+Mo+Cr+Cu)0.6-5，Mn≤0.6，Si≤0.4，C0.06-0.5余Fe2其中Nb、Mo、Cr、Cu可单独采用Nb，一种元素，也可采用Nb与其它任一种或多种元素联合使用。
2、如权利要求1所述的合金，其特征在于其中Ni成份控制在27～33%（重量百分数）下限范围，合金热膨胀性能与4J29相当，可用于与硬玻璃封接。
3、如权利要求2所述的合金，其特征在于所说的合金成份为（按重量百分数计）Ni29.96;CO  13.1，Nb3.50，C0.35，Mn0.38，Si0.25，余Fe。
4、如权利要求1所述的合金，其特征在于，其中Ni成份控制在32～37%（重量百分数）上限范围，合金热膨胀性能与4J33，4J34相当，可用于与陶瓷封接。
5、如权利要求4所述的合金，其特征在于，所说的合金成份为（按重量百分数计），Ni33.50，Co12.28，Nb2.72，C0.40，Mn0.35，Si  0.28，余Fe。
6、如权利要求2所述的合金，其特征在于，所说的合金成份为（按重量百分数计），Ni  32.68，Co  11.50，（Nb+Cr）1.7，其中Nb  0.9，Cr  0.8，C0.20，Si  0.26，Mn0.35余Fe。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN102898007A (zh) * 2011-10-11 2013-01-30 许长河 无尾封接真空节能降噪玻璃
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CN109304308A (zh) * 2018-09-30 2019-02-05 安徽新芜精密装备制造产业技术研究院有限公司 一种磁控管用可伐合金的筛选工艺

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Date Code Title Description
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C06 Publication
PB01 Publication
C03 Withdrawal of patent application (patent law 1993)
WW01 Invention patent application withdrawn after publication