CN112958942A - 铯钨青铜作为焊料焊接蓝宝石的应用 - Google Patents

铯钨青铜作为焊料焊接蓝宝石的应用 Download PDF

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Abstract

本发明提供了铯钨青铜作为焊料焊接蓝宝石的应用，属于蓝宝石焊接技术领域。本发明通过在蓝宝石焊缝中填充铯钨青铜，能够提高焊缝对激光能量的吸收效率，从而实现蓝宝石焊缝的局部加热，进而完成对蓝宝石的焊接；同时，蓝宝石也是氧化物，与铯钨青铜能够形成一定的相互溶解，在红外激光透照焊接过程中，焊缝接头处的蓝宝石融化，铯钨青铜溶解进入蓝宝石，其空间分布密度降低，导致焊缝处对光能的吸收能量密度下降，直到吸收的光能不足以将焊缝体积内的蓝宝石保持为熔化状态，蓝宝石焊缝凝固，完成焊接过程。

Description

铯钨青铜作为焊料焊接蓝宝石的应用
技术领域
本发明涉及蓝宝石焊接技术领域，特别涉及铯钨青铜作为焊料焊接蓝宝石的应用。
背景技术
蓝宝石主要由α-Al2O3构成，具有高硬度、高熔沸点、高耐磨性等优点。同时由于其透光性好，透射光散射率低，已被广泛应用在医疗器械、航空航天、军事工业等领域，比如用于制作航空器材观察窗口等。同时相关领域对长宽在300mm以上的大尺寸蓝宝石晶片的需求与日俱增。目前，人工切片后蓝宝石晶片产品直径最大为300mm左右，加工成方形窗口，其边长仅有200mm左右，不能满足上述领域对蓝宝石晶片的尺寸需求。为提高蓝宝石晶片尺寸，最有效的方法是对蓝宝石进行焊接。
目前，常用的蓝宝石焊料为金属焊料和玻璃焊料，金属焊料主要有Ag-Cu-Ti合金、Sn-Ag-Cu-Ti合金，玻璃焊料主要有SnO-P2O5-ZnO玻璃、SnO-PbO-ZnO玻璃。但是如果使用金属焊料，会造成焊缝处不透光，且由于金属与蓝宝石之间的热膨胀系数差异很大，造成焊接结构内部产生很大的应力，使得焊缝弯曲强度下降，乃至于产生裂纹。如果使用玻璃焊料，会造成接头弯曲强度下降，且玻璃在激光加热条件下很容易产生大量气泡，进一步降低接头的弯曲强度和透光性能，使用其他方式加热的钎焊中，玻璃能够较好地实现润湿和结合，但是由于玻璃本身的强度比蓝宝石低，造成接头强度不足。
发明内容
有鉴于此，本发明目的在于提供一种铯钨青铜作为焊料焊接蓝宝石的应用。本发明使用铯钨青铜作为焊料，所得焊接接头具有高透光率和弯曲强度。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
本发明提供了铯钨青铜作为焊料在焊接蓝宝石的应用。
本发明提供了一种使用铯钨青铜作为焊料焊接蓝宝石的方法，包括以下步骤：
(1)将铯钨青铜颗粒与焊接溶剂混合，得到铯钨青铜浆料；
(2)将所述铯钨青铜浆料置于待焊接蓝宝石间的焊缝，在施压和加热条件下对焊缝进行红外激光照射。
优选的，所述铯钨青铜的化学式为CsxWO3，X为0.01～1；所述铯钨青铜颗粒的粒径为0.3～10μm。
优选的，所述焊接溶剂为有机溶剂；所述铯钨青铜浆料中铯钨青铜颗粒的质量含量为55～97％。
优选的，所述焊缝的宽度为10～200μm；所述焊缝中铯钨青铜浆料的厚度为10～100μm。
优选的，所述施压的压力为2～20N/cm2。
优选的，所述加热的温度为300～1200℃。
优选的，所述红外激光照射的波长为800～2000nm，功率为200W～8kW，红外激光的光斑直径为0.1～10mm。
优选的，所述红外激光照射的时间为5～40s。
优选的，所述红外激光照射后还包括对焊缝进行冷却，所述冷却的方法为：
以200～500W/s的速度降低红外激光照射的功率，直至红外激光的功率降为500W，停止红外激光照射；
所述降低红外激光照射的功率时开始降温，所述降温为：以20℃/min的速率降低加热温度，温度每降低100℃保温15s～3min，直至温度降为100℃，停止加热。
本发明提供了铯钨青铜作为焊料焊接蓝宝石的应用，铯钨青铜是一类非化学计量比、具有氧八面体特殊结构的功能氧化物，具有对红外线的良好吸收特性，本发明通过在蓝宝石焊缝中填充铯钨青铜，能够提高焊缝对激光能量的吸收效率，从而实现蓝宝石焊缝的局部加热，进而完成对蓝宝石的焊接；同时，蓝宝石也是氧化物，与铯钨青铜能够形成一定的相互溶解，在红外激光透照焊接过程中，焊缝接头处的蓝宝石融化，铯钨青铜溶解进入蓝宝石，其空间分布密度降低，导致焊缝处对光能的吸收能量密度下降，直到吸收的光能不足以将焊缝体积内的蓝宝石保持为熔化状态，蓝宝石焊缝凝固，完成焊接过程。在焊缝接头处蓝宝石熔化后，其吸光性下降，焊缝处的加热效应消失，焊接过程的自动终止，可以防止焊缝两侧的母材进一步熔化，从而得到较薄的焊缝，进而降低残余应力、提高焊缝透明度和弯曲强度。同时，本发明提供的方法不受蓝宝石形状、结构的限制，适用于复杂结构蓝宝石的透照焊接。实施例结果表明，本发明方法所得焊接蓝宝石的焊缝弯曲强度为227MPa，焊缝在200～800nm波长的平均透光率为79.3％。
附图说明
图1是本发明焊接方法示意图，其中，1-铯钨青铜浆料，2-蓝宝石，3-红外激光。
具体实施方式
本发明提供了铯钨青铜作为红外激光透照焊接蓝宝石焊料的应用。
在本发明中，所述铯钨青铜的化学式为CsxWO3，X为0.01～1，优选为0.04～0.08，进一步优选为0.05～0.07。
铯钨青铜是一类非化学计量比、具有氧八面体特殊结构的功能氧化物，具有对红外线的良好吸收特性，本发明以铯钨青铜作为红外激光透照焊接蓝宝石焊料，能够提高焊缝对激光能量的吸收效率，从而实现蓝宝石焊缝的局部加热，进而完成对蓝宝石的焊接；同时，蓝宝石也是氧化物，与铯钨青铜能够形成一定的相互溶解，在红外激光透照焊接过程中，焊缝接头处的蓝宝石融化，铯钨青铜溶解进入蓝宝石，其空间分布密度降低，导致焊缝处对光能的吸收能量密度下降，直到吸收的光能不足以将焊缝体积内的蓝宝石保持为熔化状态，蓝宝石焊缝凝固，完成焊接过程。在焊缝接头处蓝宝石熔化后，其吸光性下降，焊缝处的加热效应消失，焊接过程的自动终止，可以防止焊缝两侧的母材进一步熔化，从而得到较薄的焊缝，进而降低残余应力、提高焊缝透明度和弯曲强度。
本发明提供了一种使用铯钨青铜作为焊料红外激光透照焊接蓝宝石的方法，包括以下步骤：
(1)将铯钨青铜颗粒与焊接溶剂混合，得到铯钨青铜浆料；
(2)将所述铯钨青铜浆料置于待焊接蓝宝石间的焊缝，在施压、加热条件下对焊缝进行红外激光照射。
本发明将铯钨青铜颗粒与焊接溶剂混合，得到铯钨青铜浆料。在本发明中，所述铯钨青铜的化学式为CsxWO3，X为0.01～1；所述铯钨青铜颗粒的粒径优选为0.3～10μm，更优选为0.5～8μm，进一步优选为2～6μm。
在本发明中，所述焊接溶剂优选为有机溶剂，更优选为戊烷、己烷、辛烷、环己烷、环己酮、甲苯环己酮、氯苯、二氯苯、二氯甲烷等、甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、丙三醇、乙醚、环氧丙烷、醋酸甲酯、醋酸乙酯、醋酸丙酯等；、丙酮、甲基丁酮、甲基异丁酮、乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、乙二醇单丁醚、乙腈、吡啶、苯酚、苯乙烯、全氯乙烯、三氯乙烯、乙烯乙二醇醚、三乙醇胺和硅油中的一种或几种。本发明对所述混合的方式没有特殊的要求，使用本领域技术人员熟知的混合方式即可，具体的如搅拌混合。在本发明中，所述铯钨青铜浆料中铯钨青铜颗粒的质量含量优选为55～97％。
得到铯钨青铜浆料后，本发明将所述铯钨青铜浆料置于待焊接蓝宝石间的焊缝，在施压、加热条件下对焊缝进行红外激光照射。
本发明对所述蓝宝石的形状、大小、规格没有特殊的要求，任意尺寸的蓝宝石均适用本发明的方法进行焊接。作为本发明的具体实施例，所述蓝宝石厚度为0.3～5mm，圆形蓝宝石的直径为3～250mm，方形蓝宝石的尺寸为3×3～300×300mm。
在本发明中，在进行焊接前，本发明优选对蓝宝石进行抛光处理。本发明对所述抛光处理的方式没有特殊的要求，使用本领域技术人员熟知的抛光处理即可。在本发明中，所述抛光后蓝宝石的表面粗糙度Ra优选<5.000nm。
在本发明中，所述将所述铯钨青铜浆料置于两块蓝宝石间的焊缝的方法优选为：
将所述铯钨青铜浆料分别涂覆与两块蓝宝石的待焊面，将两块蓝宝石的待焊面贴合，使用夹具固定两块蓝宝石。
在本发明中，所述焊缝的宽度优选为10～200μm，更优选为30～150μm，更优选为50～100μm；在本发明中，所述焊缝中铯钨青铜浆料的厚度优选为10～100μm，更优选为30～60μm。
本发明使用夹具夹住待焊蓝宝石进行施压，在本发明中，所述夹具的材质优选为钼。在本发明中，所述施压的方向为垂直待焊面的方向。在本发明中，所述施压的压力优选为2～20N/cm2，更优选为5～15N/cm2。
在本发明中，所述加热的温度优选为300～1200℃，更优选为500～1000℃，进一步优选为600～800℃。在本发明中，所述加热时的升温速率优选为1～20℃/min，更优选为5～10℃/min。
在本发明中，所述红外激光照射的波长优选为800～2000nm，更优选为1000～1500nm；所述红外激光照射的功率优选为200W～8kW，更优选为500W～5kW，进一步优选为1～3kW。在本发明中，所述红外激光的光斑直径优选为0.1～10mm，更优选为0.5～8mm，进一步优选为1～5mm。在本发明中，所述红外激光照射的时间优选为5～40s，更优选为10～30s，进一步优选为15～25s。
在本发明中，所述红外激光照射后还包括对焊缝进行冷却，所述冷却的方法为：
以200～500W/s的速度降低红外激光照射的功率，直至红外激光的功率降为500W，停止红外激光照射；
所述降低红外激光照射的功率时，开始降温，以20℃/min的速率降低加热温度，温度每降低100℃保温15s～3min，直至温度降为100℃，关闭加热所用加热器。
本发明通过上述冷却过程，能够防止降温过快造成蓝宝石碎裂。
本发明焊接方法示意图如图1所示，图1中，1-铯钨青铜浆料，2-蓝宝石，3-红外激光。
下面结合实施例对本发明提供的铯钨青铜作为焊料焊接蓝宝石的应用进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1
(1)对已裁切蓝宝石晶片进行表面抛光处理，使蓝宝石表面粗糙度Ra为3.000nm。
(2)将55wt％的化学式为Cs0.7WO3的铯钨青铜与45wt％的乙醇混合，得到铯钨青铜浆料；
(3)将铯钨青铜浆料涂敷于蓝宝石待焊表面，并将两个蓝宝石待焊表面对置，并施加压力，使焊缝的中铯钨青铜厚度为30μm；
(4)使用钼夹具夹装蓝宝石，对待焊蓝宝石施加20N的压力，设置加热器加热目标温度为800℃，以5℃/min速率升温，使用波长为1050nm、激光光斑直径为2mm、功率为5000W的红外激光透过一侧蓝宝石照射到焊缝处，照射时间为5s，随后以200W/s的速度降低红外激光照射的功率，直至红外激光的功率降为500W，停止红外激光照射；同时，以20℃/min的速率降低加热温度，温度每降低100℃保温15s，直至温度降为100℃，关闭加热所用加热器，完成焊接。
使用“GBT6569-2006-精细陶瓷弯曲强度试验方法”对蓝宝石以及焊缝的四点弯曲强度进行测试；使用“JB/T 9495.3-1999光学晶体透过率测量方法”对蓝宝石以及焊缝的透光率进行测试，其测量波长范围为200～800nm。
经测试，本实施例制得的蓝宝石接头处的抗弯强度为227MPa，蓝宝石本身的抗弯强度为397MPa。蓝宝石接头的透光率为79.3％，蓝宝石的透光率为86.2％，即焊接后接头的透光率达到母材的92.0％。
实施例2
(1)对已裁切蓝宝石晶片进行表面抛光处理，使蓝宝石表面粗糙度Ra为4.000nm。
(2)将97wt％的化学式为Cs0.8WO3的铯钨青铜与3wt％的乙醇混合，得到铯钨青铜浆料；
(3)将铯钨青铜浆料涂敷于蓝宝石待焊表面，并将两个蓝宝石待焊表面对置，并施加压力，使焊缝的中铯钨青铜厚度为80μm；
(4)使用钼夹具夹装蓝宝石，对待焊蓝宝石施加50N的压力，设置加热器加热目标温度为1200℃，以10℃/min速率升温，使用波长为1050nm、激光光斑直径为10mm、功率为8000W的红外激光透过一侧蓝宝石照射到焊缝处，照射时间为30s，随后以200W/s的速度降低红外激光照射的功率，直至红外激光的功率降为500W，停止红外激光照射；同时，以20℃/min的速率降低加热温度，温度每降低100℃保温30s，直至温度降为100℃，关闭加热所用加热器，完成焊接。
使用“GBT6569-2006-精细陶瓷弯曲强度试验方法”对蓝宝石以及焊缝的四点弯曲强度进行测试；使用“JB/T 9495.3-1999光学晶体透过率测量方法”对蓝宝石以及焊缝的透光率进行测试，其测量波长范围为200～800nm。
经测试，本实施例制得的蓝宝石接头处的抗弯强度为198MPa，蓝宝石本身的抗弯强度为397MPa。蓝宝石接头的透光率为81.5％，蓝宝石的透光率为86.2％，即焊接后接头的透光率达到母材的94.5％。
实施例3
(1)对已裁切蓝宝石晶片进行表面抛光处理，使蓝宝石表面粗糙度Ra为5.000nm。
(2)将97wt％的化学式为Cs0.8WO3的铯钨青铜与3wt％的乙醇混合，得到铯钨青铜浆料；
(3)将铯钨青铜浆料涂敷于蓝宝石待焊表面，并将两个蓝宝石待焊表面对置，并施加压力，使焊缝的中铯钨青铜厚度为70μm；
(4)使用钼夹具夹装蓝宝石，对待焊蓝宝石施加300N的压力，设置加热器加热目标温度为700℃，以8℃/min速率升温，使用波长为1050nm、激光光斑直径为3mm、功率为4000W的红外激光透过一侧蓝宝石照射到焊缝处，照射时间为20s，随后以200W/s的速度降低红外激光照射的功率，直至红外激光的功率降为500W，停止红外激光照射；同时，以20℃/min的速率降低加热温度，温度每降低100℃保温30s，直至温度降为100℃，关闭加热所用加热器，完成焊接。
使用“GBT6569-2006-精细陶瓷弯曲强度试验方法”对蓝宝石以及焊缝的四点弯曲强度进行测试；使用“JB/T 9495.3-1999光学晶体透过率测量方法”对蓝宝石以及焊缝的透光率进行测试，其测量波长范围为200～800nm。
本实施例制得的蓝宝石接头处的抗弯强度为169MPa，蓝宝石本身的抗弯强度为397MPa。蓝宝石接头的透光率为73.5％，蓝宝石的透光率为86.2％，即焊接后接头的透光率达到母材的85.3％。
实施例4
(1)对已裁切蓝宝石晶片进行表面抛光处理，使蓝宝石表面粗糙度Ra为5.000nm。
(2)将97wt％的化学式为Cs0.7WO3的铯钨青铜与3wt％的乙醇混合，得到铯钨青铜浆料；
(3)将铯钨青铜浆料涂敷于蓝宝石待焊表面，并将两个蓝宝石待焊表面对置，并施加压力，使焊缝的中铯钨青铜厚度为30μm；
(4)使用钼夹具夹装蓝宝石，对待焊蓝宝石施加150N的压力，设置加热器加热目标温度为700℃，以8℃/min速率升温，使用波长为1050nm、激光光斑直径为1mm、功率为2000W的红外激光透过一侧蓝宝石照射到焊缝处，照射时间为15s，随后以1000W/s的速度降低红外激光照射的功率，直至红外激光的功率降为500W，停止红外激光照射；同时，以20℃/min的速率降低加热温度，温度每降低100℃保温30s，直至温度降为100℃，关闭加热所用加热器，完成焊接。
使用“GBT6569-2006-精细陶瓷弯曲强度试验方法”对蓝宝石以及焊缝的四点弯曲强度进行测试；使用“JB/T 9495.3-1999光学晶体透过率测量方法”对蓝宝石以及焊缝的透光率进行测试，其测量波长范围为200～800nm。
本实施例制得的蓝宝石接头处的抗弯强度为209MPa，蓝宝石本身的抗弯强度为397MPa。蓝宝石接头的透光率为78.4％，蓝宝石的透光率为86.2％，即焊接后接头的透光率达到母材的90.1％。
对比例1
(1)裁切蓝宝石晶片，进行表面处理至表面抛光处理后的蓝宝石表面粗糙度Ra为0.5nm。
(2)选钨作为夹具材料，将夹具擦洗干净。
(3)混合钎焊合金浆料。以重量比为20％乙醇和80％钎焊合金粉末的比例，混合制成钎焊合金粉末浆料液，其中钎焊合金粉末是由Sn-Ag-Cu-Ti组成的混合物，Ag的含量为3.5wt％，Cu的含量为0.5wt％，Ti的含量为0.2wt％，其余为Sn，平均颗粒直径为5μm，原料均为市售99.9％纯粉末。
(4)将钎料合金粉末浆料液涂覆于预处理蓝宝石待焊表面，并将两个蓝宝石待焊表面对置，对待焊蓝宝石施加60N的压力，将多余的浆料液挤出夹缝，并将挤出的浆料液清除，保持焊缝内的浆料液厚度为80μm。
(5)夹装蓝宝石并施压。将待焊蓝宝石放置于带有加压装置的真空炉中，并加压5N。
(6)关闭真空炉炉门，并对真空炉抽真空，直到其内部气压降低到0.001Pa。
(7)设置好真空炉加热器目标温度，对夹具及蓝宝石晶片加热。设置目标温度为800℃。
(8)达到设置目标后，继续保温5分钟，然后以20℃/min降到400℃后保温10分钟，再次以30℃/min的速率降温到200℃后关闭加热器。
(9)向真空室内通入空气，使真空炉内的气压达到大气压力。
(10)打开真空炉门，令蓝宝石接头冷却至室温。
对比例1制得的蓝宝石接头处的抗弯强度为85MPa，蓝宝石本身的抗弯强度为397MPa。对比例1由于焊缝由不透明的钎焊合金填充，因此蓝宝石接头的透光率为零。
对比例2
(1)裁切蓝宝石晶片，进行表面处理至表面抛光处理后的蓝宝石表面粗糙度Ra为1nm。
(2)选钨作为夹具材料，将夹具擦洗干净。
(3)混合玻璃粉末浆料。以重量比为20％乙醇和80％低熔点玻璃粉末的比例，混合制成低熔点玻璃粉末浆料液，低熔点玻璃粉末是由SnO-P2O5-ZnO组成的混合物，P2O5的含量为30wt％，ZnO的含量为20wt％，其余为SnO，平均颗粒直径为10μm，熔点为500℃，购自贵州佰博新材料科技有限公司，型号为BYBS02。
(4)将钎料合金粉末浆料液涂覆于预处理蓝宝石待焊表面，并将两个蓝宝石待焊表面对置，对待焊蓝宝石施加30N的压力，将多余的浆料液挤出夹缝，并将挤出的浆料液清除，保持焊缝内的浆料液厚度为100μm。
(5)夹装蓝宝石并施压。将待焊蓝宝石放置于带有加压装置的开放式加热炉中，并加压5N。
(6)关闭加热炉炉门。
(7)设置好加器目标温度，对夹具及蓝宝石晶片加热。设置目标温度为700℃。
(8)达到设置目标后，继续保温5分钟，然后以15℃/min降到400℃后保温10分钟，再次以20℃/min的速率降温到100℃后关闭加热器。
(9)打开加热炉炉门，令蓝宝石接头冷却至室温。
对比例2制得的蓝宝石接头处的抗弯强度为45MPa，蓝宝石本身的抗弯强度为397MPa。蓝宝石接头的透光率为79.7％，蓝宝石的透光率为86.2％，即焊接后接头的透光率达到母材的92.5％。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.铯钨青铜作为焊料在焊接蓝宝石的应用。
2.一种使用铯钨青铜作为焊料焊接蓝宝石的方法，包括以下步骤：
(1)将铯钨青铜颗粒与焊接溶剂混合，得到铯钨青铜浆料；
(2)将所述铯钨青铜浆料置于待焊接蓝宝石间的焊缝，在施压和加热条件下对焊缝进行红外激光照射。
3.根据权利要求2所述的焊接方法，其特征在于，所述铯钨青铜的化学式为CsxWO3，X为0.01～1；所述铯钨青铜颗粒的粒径为0.3～10μm。
4.根据权利要求2或3所述的焊接方法，其特征在于，所述焊接溶剂为有机溶剂；所述铯钨青铜浆料中铯钨青铜颗粒的质量含量为55～97％。
5.根据权利要求2所述的焊接方法，其特征在于，所述焊缝的宽度为10～200μm；所述焊缝中铯钨青铜浆料的厚度为10～100μm。
6.根据权利要求2所述的焊接方法，其特征在于，所述施压的压力为2～20N/cm2。
7.根据权利要求2或6的焊接方法，其特征在于，所述加热的温度为300～1200℃。
8.根据权利要求2所述的焊接方法，其特征在于，所述红外激光照射的波长为800～2000nm，功率为200W～8kW，红外激光的光斑直径为0.1～10mm。
9.根据权利要求2或8所述的焊接方法，其特征在于，所述红外激光照射的时间为5～40s。
10.根据权利要求2所述的焊接方法，其特征在于，所述红外激光照射后还包括对焊缝进行冷却，所述冷却的方法为：
以200～500W/s的速度降低红外激光照射的功率，直至红外激光的功率降为500W，停止红外激光照射；
所述降低红外激光照射的功率时开始降温，所述降温为：以20℃/min的速率降低加热温度，温度每降低100℃保温15s～3min，直至温度降为100℃，停止加热。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113681200A (zh) * 2021-09-27 2021-11-23 烟台佳隆纳米产业有限公司 铯钨青铜吸热剂及其制备、在透明abs红外焊接中应用

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1779900A (zh) * 2004-11-23 2006-05-31 北京大学 GaN基外延层的大面积、低功率激光剥离方法
CN102232126A (zh) * 2008-12-16 2011-11-02 苏威氟有限公司 包含保护性涂层的金属部件
CN103993359A (zh) * 2014-04-30 2014-08-20 洛阳金诺机械工程有限公司 一种蓝宝石晶片的熔接方法
CN105364245A (zh) * 2015-12-17 2016-03-02 哈尔滨工业大学 一种蓝宝石低温焊接方法
CN106944694A (zh) * 2017-04-19 2017-07-14 陈卓 一种手机用蓝宝石屏与金属围框的连接方法
CN107552962A (zh) * 2017-10-11 2018-01-09 中国工程物理研究院化工材料研究所 一种蓝宝石与金属的准同步活性焊接方法
CN108907385A (zh) * 2018-07-20 2018-11-30 华侨大学 一种低温钎焊蓝宝石的方法
CN110405379A (zh) * 2018-04-27 2019-11-05 哈尔滨工业大学 一种Ag-CuO-B2O3钎料、其制备方法及利用其连接蓝宝石的方法
CN112338344A (zh) * 2020-10-29 2021-02-09 河海大学常州校区 一种蓝宝石的高温自膨胀压力扩散焊接方法

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1779900A (zh) * 2004-11-23 2006-05-31 北京大学 GaN基外延层的大面积、低功率激光剥离方法
CN102232126A (zh) * 2008-12-16 2011-11-02 苏威氟有限公司 包含保护性涂层的金属部件
CN103993359A (zh) * 2014-04-30 2014-08-20 洛阳金诺机械工程有限公司 一种蓝宝石晶片的熔接方法
CN105364245A (zh) * 2015-12-17 2016-03-02 哈尔滨工业大学 一种蓝宝石低温焊接方法
CN106944694A (zh) * 2017-04-19 2017-07-14 陈卓 一种手机用蓝宝石屏与金属围框的连接方法
CN107552962A (zh) * 2017-10-11 2018-01-09 中国工程物理研究院化工材料研究所 一种蓝宝石与金属的准同步活性焊接方法
CN110405379A (zh) * 2018-04-27 2019-11-05 哈尔滨工业大学 一种Ag-CuO-B2O3钎料、其制备方法及利用其连接蓝宝石的方法
CN108907385A (zh) * 2018-07-20 2018-11-30 华侨大学 一种低温钎焊蓝宝石的方法
CN112338344A (zh) * 2020-10-29 2021-02-09 河海大学常州校区 一种蓝宝石的高温自膨胀压力扩散焊接方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
印协世: "《钨丝生产原理、工艺及其性能》", 31 May 1998, 冶金工业出版社 *
李书齐: "蓝宝石的焊接方法研究现状", 《焊接》 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113681200A (zh) * 2021-09-27 2021-11-23 烟台佳隆纳米产业有限公司 铯钨青铜吸热剂及其制备、在透明abs红外焊接中应用
CN113681200B (zh) * 2021-09-27 2023-12-26 烟台佳隆纳米产业有限公司 铯钨青铜吸热剂及其制备、在透明abs红外焊接中应用

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