CS200301B1 - Způsob vytváření vakuotěaného spoje mezi keramikami nebo kovem a keramikou nebo kovy - Google Patents

Description

Vynález se týká způsobu vytváření «pkuetěeného spoje mezi keramikou a kovem, kovem a kovem, nebo keramikou a keramikou, zejména hořáků vysokotlakých sodíkových výbojek, jejichž 9poj má vykazovat odolnost vůči korozi sodíkovými parami a teplotním rázům při provozu vý- . bójky ztj. až do 1000 °C.

Jsou známy rekrystalované pájky na bázi hlinltauu vápenatého s přídavky dalších složek jako kysličník křemičitý SiOg, kysličník hořečnatý MgO, kysličník strontnatý SrO, kysličník barnatý BaO, kysličník boritý BgO^, fluorid vápenatý CaFg.

Různé poměry jak hlavních složek, tak i složek přídavných, umožňují přípravu skelných rekrystalováných pájek o různě vysokém intervalu tavení. Poměry složek a postup chlazení podstatně ovlivňují jak odolnost pájek vůči sodíkovým parám, tak i koeficient teplotní roztažnoati a dlouhodobou stabilitu rekrystalovaná skelné pájky při pracovních teplotách výbojky. V současné době se vakuotěsně spoje vytvářejí tak, že pájka v suspenzi nebo v podobě kroužku ee vl&ží mezi pájené díly a vypálí se příslušnou tavící teplotu. Následuje chlazení,-které pokud je uvedeno -, je velmi složité, často obtížni technicky realizovatelné, viz např. patent USA č. 3,467.510.

Nevýhodou současného stavu techniky vytváření spoje mezi kovem a keramikou, zejména hořáků vysokotlakých sodíkových výbojek je, že spoj má při provozních teplotách výbojky nevyhovující odolnost vůči sodíkovým parám, případně má nevyhovující dalěí parametry jako

200 301

200 301 nevhodnou dilatici, melou přilnavost, špatnou dlouhodobou stabilitu, malou smáčivost materiálů, nízkou tepelnou vodivost, nízkou pevnost vazby kov-pájka atd., vzniklé složením pájky nebo nevhodně voleným chladícím cyklem.

Nevhodně volený chladicí cyklus má za následek vytvoření špatné krystalické struktury, takže spoj je ohrožen vnitřním pnutím. Nespňuje požadavek vysoké spolehlivosti a reprodukovatelnosti. Životnost složitého a nákladného světelného zdroje je závislá převážně na život nosti tohoto spoje. Použití pájky v suspenzi je technicky nevýhodné.

Nevýhody stavu současné techniky odstraňuje způeob podle vynálezu, jehož podstatou je, že pájka na bázi hlinitanu vápenatého s 10, 1 až 15 hmotnostních % kysličníku bernatého a 0 až 10 hmotnostních % kysličníku boritého se vytvaruje do profilu podle tvaru pájených součástí, určených k vakuotěsnému spojení, sintruje se na teplotu v intervalu od 800 °C až do teploty nejméně o 25 °C nižší, než je teplota tavení použité pájky, vloží se mezi tyto pájené součásti, které se fixují v upínacím přípravku, načež se spoj takto připravený zahřívá rychlostí 150 aŽ 200 °C/min na tavící teplotu 1340 až 1450 °C, na kteréžto teplotě se drží po dobu 3 až 5 minut, pak se teplota snižuje rychlostí 20 až 180 °C/min na 950 až 1050 °C, při kteréžto teplotě se zařadí prvá prodleva po dobu 5 aŽ 30 minut, na to se teplota znovu snižuje rychlostí 30 až 50 °C/min na 800 až 900 °C, při kteréžto teplotě se zařadí druhá prodleva po dobu 3 až 5 minut, načež se spoj běžným způsobem v pecí dochladí.

Výhoda vynálezu spočívá ve vhodných přísadách k hlinito-vápenatým pájkám, které zabezpečují reprodukovatelnou přípravu vakuotěsného spoje s vysokou odolností vůči sodíkovým parám,

Složení pájky » hmot. % AlgO^ hmot. % CaO hmot. % BaO

Pájka se připravila v kroužku obdobným způsobem jak je uvedeno v příkladu 1. Kroužek se vložil mezi pájené materiály a celá soustava se opět pájela ve vakuové peci. Celý výpal probíhal opět za vysokého vakua 1,333·1Ο² až 1,333.10“^ Pa. Taviči teplota pájky pro vytvoření spoje byla 1380 °C. Po 5ti minutové výdrži na maximální teplotě nastel opět chladicí cyklus výpalu a to rychlé klesání teploty 80 °C/min na teplotu 1050 °C, při níž došlo k 20minutové výdrži. Další pokles teploty na 850°C probíhal rychlostí 40 °C/min. Při 850 °C se provedla 5ti minutová výdrž. Dochlazování se dělo jako v příkladu 1.

Skelnými rekrystalovanými pájkami podle vynálezu lze vytvořit vakuotěsná, tepelně odolné spoje keramiky s kovy kupř. Nb, Ta, Mo, s korundovou keramikou či s průsvitným korundem, případně jejich kombinacemi. Pájky podle vynálezu vykazují vysokou stálost proti korozi sodíkem a jeho parami i při teplotách do 1000 °C.

Claims (1)

1. P S Ě Q M íĚ T VYNÁLEZU

   Způsob vytváření vekuotěsného spoje me2i keramikami nebo kovem a keramikou nebo kóvy? vyznačený tím, že pájka na bázi hlinltanu vápenatého s 10,1 aš 15 hmotnostními procenty kysličníku barnatého a 0 až 10 hmotnostními procenty kysličníku boritého se vytvaruje do profilu podle tvaru pájených součástí, určených k vakuotěsnému spojení, sintruje se na teplotu v intervalu od 800 °C až do teploty nejméně o 25 °C nižší, než je teplota tavení použité pájky, vloží se mezi tyto pájené součásti, které se fixují v upínacím přípravku, načež se spoj takto připravený zahřívá rychlostí 150 až 200 °C/min na tavící teplotu 1340 až 1450 °C, na kteréžto teplotě se drží po dobu 3 až 5 minut, pak se teplota snižuje rychlostí 20 až 180 °C/min na 950 až 1050 °0, při kteréžto teplotě se zařadí prvá prodleva po dobu 5 až 30 minut, na to se teplota znovu snižuje rychlostí 30 až 50 °C/min na 800 až 900 °C, při kteréžto teplotě se zařadí druhá prodleva po dobu 3 až 5 minut, načež se spoj běžným způsobem v peci dochladí.