KR20210089916A - Ceramic Metal Heterojunction Arc Chamber for Power switch and Manufacturing Method Thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 전력개폐기용 세라믹 금속 이종 접합 아크 챔버에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 도금 공정을 수행함이 없이 브레이징 필러 페이스트를 도포하여 세라믹과 금속을 접합시킨 전력개폐기용 세라믹 금속 이종 접합 아크 챔버 및 그 제작 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a ceramic metal heterojunction arc chamber for a power switch, and more particularly, a ceramic metal heterojunction arc chamber for a power switch in which a ceramic and a metal are joined by applying a brazing filler paste without performing a plating process, and the same It's about the production method.
전력개폐기용 릴레이 등의 전력 스위치의 주요 부품인 아크 챔버(arc chamber ass'y)는 전력선로 또는 전기자동차에서 전력의 개폐를 위한 스위칭 시 발생하는 아크의 외부 확산을 방지하거나 소호하는 기능을 수행한다.The arc chamber ass'y, a major component of power switches such as relays for power switchgear, functions to prevent or extinguish the arc that occurs during switching for opening and closing power in power lines or electric vehicles. .
종래기술에서 상술한 기능을 수행하는 전력개폐기용 아크 챔버는 세라믹 챔버에 MoMn 페이스트를 도포한 후 세라믹 접합 면의 금속화를 위해 H2/N2 혼합 가스 분위기에서 1,400 ~ 1,500 ℃로 열처리를 수행하는 금속화 공정(metalizing)을 수행하고, 산세, 수세 및 세척을 포함하는 전처리를 수행한 후 Ni 도금을 수행하고 수세 및 세척을 포함하는 후처리를 수행한 후 건조하는 Ni 도금을 수행하며, 도금층 안정화 및 밀착력 강화를 위해 H2/N2 혼합 가스 분위기에서 750 ~ 850℃로 열처리를 수행하며, 브레이징용 지그에서 부품을 조립한 후 부품을 조립한 후, 용가재 용융에 의한 세라믹-금속 간 접합을 위해 H2/N2 혼합 가스 분위기에서 700 ~ 900℃로 브레이징 열처리를 수행하여 제작된다.The arc chamber for a power switch performing the above-described function in the prior art is a heat treatment at 1,400 ~ 1,500 ℃ in a H 2 /N 2 mixed gas atmosphere for metallization of the ceramic bonding surface after MoMn paste is applied to the ceramic chamber. After performing a metalizing process (metalizing), performing a pretreatment including pickling, water washing and washing, Ni plating is performed, a post treatment including water washing and washing is performed, followed by drying Ni plating, and stabilizing the plating layer And heat treatment is performed at 750 ~ 850℃ in a H 2 /N 2 mixed gas atmosphere to strengthen adhesion, and after assembling the parts in a brazing jig, after assembling the parts, for the ceramic-metal bonding by melting the filler metal H 2 /N 2 It is manufactured by performing a brazing heat treatment at 700 ~ 900 ℃ in a mixed gas atmosphere.
이때, 세라믹-금속 간 이종 접합에서 금속재료와 세라믹재료는 결정학적인 관점으로 봤을 때 금속재료는 금속결합을 가지나 세라믹재료는 산소, 황, 질소 등의 이온과 금속이온이 공유결합을 하기 때문에 물리적으로 확연히 다른 특성을 보인다.At this time, in the ceramic-metal heterojunction, the metallic material and the ceramic material have a metallic bond from a crystallographic point of view. However, in the ceramic material, because ions such as oxygen, sulfur, nitrogen and metal ions are covalently bonded, physically show markedly different characteristics.
일반적으로, 금속재료는 전기전도도가 우수하고 연성 가공성을 보이며 산화되나 세라믹재료는 일반적으로 비전도성을 보이고, 연성가공성이 없으며 내산화성이 우수하다. 이러한 재료의 특성 때문에 이 두 재료를 상술한 바와 같이 브레이징 접합하여 우수한 특성을 극대화하고 있다.In general, metal materials are oxidized with excellent electrical conductivity and ductile workability, but ceramic materials generally exhibit non-conductivity, have no ductile workability, and have excellent oxidation resistance. Because of the properties of these materials, the superior properties are maximized by brazing these two materials as described above.
금속재료와 세라믹재료의 통상적인 브레이징 접합방법이 세라미스트, 제4권, 제6호, 2006년 12월, 30 -36 등에 게시되어 있다. 표 1에서 볼 수 있듯이 세라믹 표면에 MoMn이 함유된 페이스트를 도포한 다음 1,400℃ 이상의 고온에서 열처리하여 세라믹 표면에 MoMn 박막을 형성시키는 금속화 공정, MoMn 금속화 박막에 Ni 박막을 형성시키는 전기도금공정, MoMn 박막과 Ni 박막의 접착력을 향상시키기 위한 열처리공정, MoMn/Ni 박막이 도포된 세라믹과 금속 사이에 브레이징 필러 금속(brazing filler metal, 브레이징 용가재)을 삽입하여 열처리하는 접합공정(브레이징 공정)을 거쳐 세라믹과 금속을 접합시키고 있다.Conventional brazing bonding methods between metal materials and ceramic materials are published in Ceramist, Vol. 4, No. 6, December 2006, 30 -36. As shown in Table 1, a metallization process in which a MoMn thin film is formed on the ceramic surface by applying a paste containing MoMn to the ceramic surface and then heat-treating it at a high temperature of 1,400° C. , a heat treatment process to improve the adhesion between the MoMn thin film and the Ni thin film, and a bonding process (brazing process) in which a brazing filler metal is inserted between the ceramic and the metal coated with the MoMn/Ni thin film and heat-treated. The ceramic and metal are joined together.
이때 상기 브레이징 필러 금속으로는 Ag-Cu 합금으로서, Binary Alloy Phase Diagrams, American Society for Metals), 1986에서 Ag와 Cu의 공정조성이 Ag, 71.9 wt%와 Cu, 28.1 wt%인 것이 개시되어 있고, 대한민국 등록특허 제10-0513303호에는 Ag의 함량이 70 - 75wt%, Cu의 함량이 28 - 30 wt%인 브레이징 필러 금속의 제조방법이 개시되어 있다.At this time, the brazing filler metal is an Ag-Cu alloy, and in Binary Alloy Phase Diagrams, American Society for Metals), 1986, the eutectic composition of Ag and Cu is Ag, 71.9 wt% and Cu, 28.1 wt% It is disclosed, Korean Patent Registration No. 10-0513303 discloses a method for manufacturing a brazing filler metal having an Ag content of 70 - 75 wt% and a Cu content of 28 - 30 wt%.
이처럼 비교적 긴 생산공정을 거쳐 세라믹재료와 금속재료를 접합하기 때문에 생산단가도 높고 불량률도 높다는 문제점이 있다. 또한, 전력차단기에 적용되는 아크 챔버를 세라믹 금속 이종 접합 소재로 제작하는 경우, 세라믹 금속 이종 접합 소재의 브레이징 공정 중의 바렐 도금 공정의 수행 시 세라믹끼리 부딪혀 모서리 칩핑(chipping) 등 깨짐이 발생하는 문제점 또한 발생한다. 특히 Ni 도금공정은 생산공정 자체가 강산을 사용하여 맹독의 폐수를 방출하는 등 친환경적이지 못하고 불량률도 비교적 높아서 이 공정을 없애는 것이 중요하다.Since the ceramic material and the metal material are joined through a relatively long production process, there is a problem in that the production cost is high and the defect rate is high. In addition, when the arc chamber applied to the power circuit breaker is made of a ceramic metal heterojunction material, when the barrel plating process is performed during the brazing process of the ceramic metal heterojunction material, the ceramics collide with each other and cracks such as edge chipping occur. Occurs. In particular, the Ni plating process is not eco-friendly, such as the production process itself using strong acids to discharge poisonous wastewater, and the defect rate is relatively high, so it is important to eliminate this process.
이와 같이, 세라믹/금속 브레이징 접합 공정에서 Ni 도금 공정을 제외시킬 수 있는 방법으로 비환경적인 Ni도금 방법 대신 환경 친화적인 스퍼터링이나 진공증착 방법으로 대체하는 방법을 고려할 수 있다. 그러나 이 방법은 비교적 고가인 진공 스퍼터링이나 진공 증착기를 사용하여야 하며 공정 단가도 도금법에 비하여 높다고 알려져 있어서 합당하지 못하다.As such, as a method for excluding the Ni plating process from the ceramic/metal brazing bonding process, a method of replacing the non-environmental Ni plating method with an environmentally friendly sputtering or vacuum deposition method may be considered. However, this method is not reasonable because it requires the use of relatively expensive vacuum sputtering or vacuum deposition, and the process cost is also known to be higher than that of the plating method.
따라서 본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 전력개폐기용 아크 챔버의 제작을 위한 세라믹-금속 브레이징 접합 공정에서, MoMn 금속 박막이 코팅된 세라믹에 금속을 직접 브레이징 접합할 수 있도록 함으로써 Ni 도금 및 계속되는 열처리 공정을 수행하지 않는 것에 의해 제조 공정을 간소화시키고, 제조단가 및 불량률을 낮추어 경제적인 전력개폐기용 세라믹 금속 이종 접합 아크 챔버 및 그 제작 방법을 제공하는 것을 해결하고자 하는 기술적 과제로 한다.Therefore, the present invention is to solve the problems of the prior art described above, and in a ceramic-metal brazing bonding process for manufacturing an arc chamber for a power switch, by allowing a metal to be directly brazed to a ceramic coated with a MoMn metal thin film. It is a technical task to solve the problem of simplifying the manufacturing process by not performing the Ni plating and continuous heat treatment process, and to provide an economical ceramic metal heterojunction arc chamber for power switch and its manufacturing method by lowering the manufacturing cost and defect rate. .
상술한 기술적 과제의 달성을 위해 본 발명의 일 실시예는, 하나 이상의 부품; 및 상기 부품의 접합부가 형성되고, 상기 접합부에 순차적으로 세라믹화 금속 층과 젖음성 금속 층이 형성된 세라믹 챔버를 포함하고, 상기 부품들을 상기 세라믹 챔버의 접합부와의 사이에 브레이징 필러 금속 혼합물을 삽입하여 상기 세라믹 챔버에 결합시킨 후, 브레이징 열처리를 수행하여 형성되는 브레이징 접합부에 의해 상기 세라믹 챔버의 접합부들과 상기 금속 부품들이 세라믹 금속 이종 접합되는 것을 특징으로 하는 세라믹 금속 이종 접합 아크 챔버를 제공한다.One embodiment of the present invention to achieve the above-described technical problem, one or more parts; and a ceramic chamber in which a joint of the parts is formed, and a ceramized metal layer and a wettability metal layer are sequentially formed in the joint, wherein a brazing filler metal mixture is inserted between the parts and the joint of the ceramic chamber to After bonding to the ceramic chamber, there is provided a ceramic-metal heterojunction arc chamber, characterized in that the junctions of the ceramic chamber and the metal parts are hetero-bonded to the ceramic metal by a brazing joint formed by performing a brazing heat treatment.
상기 세라믹 금속화 층은, 세라믹 금속화 금속인 MoMn 페이스트를 도포한 후 열처리를 수행하여 형성된 MoMn 층인 것을 특징으로 한다.The ceramic metallization layer is characterized in that it is a MoMn layer formed by applying a MoMn paste, which is a ceramic metallization metal, and then performing heat treatment.
상기 젖음성 금속 층은, 상기 세라믹 금속화 층의 상부에 젖음성 금속 페이스트로서 Ni 페이스트를 도포한 후 열처리하여 형성되는 것을 특징으로 한다.The wettability metal layer is formed by applying a Ni paste as a wettability metal paste on the ceramic metallization layer and then heat-treating it.
상기 브레이징 접합부는, 상기 세라믹 금속화 층; 상기 젖음성 금속 층; 및 상기 브레이징 필러 금속 혼합물의 브레이징 열처리에 의해 상기 젖음성 금속 층과 상기 금속 부품들의 사이에 형성된 브레이징 용가재 펠렛 층을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.The brazing joint may include: the ceramic metallization layer; the wettability metal layer; and a brazing filler metal pellet layer formed between the wettability metal layer and the metal parts by brazing heat treatment of the brazing filler metal mixture.
상기 브레이징 필러 금속 혼합물은, 전체 중량에 대하여 Ag는 68 내지 75wt%, Cu는 22 내지 30wt%, 잔부는 Ni-Sn-P 혼합물 및 불가피 불순물을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.The brazing filler metal mixture, based on the total weight of Ag 68 to 75 wt%, Cu 22 to 30 wt%, the balance is characterized in that it comprises a Ni-Sn-P mixture and inevitable impurities.
상기 Ni-Sn-P 혼합물에서, 상기 Ni는 전체 중량에 대하여 0.05 ~ 3wt%, 상기 Sn은 전체 중량에 대하여 2 내지 5wt%, 상기 P는 전체 중량에 대하여 0.005 내지 0.3wt%인 것을 특징으로 한다.In the Ni-Sn-P mixture, the Ni is 0.05 to 3 wt% based on the total weight, the Sn is 2 to 5 wt% based on the total weight, and the P is 0.005 to 0.3 wt% based on the total weight. .
상기 브레이징 필러 금속 혼합물은, 전체 중량에 대하여 Ag는 68 내지 75wt%, Cu는 22 내지 30wt%, Ti는 1 내지 4wt% 및 잔부는 Zn-Zr-Si 혼합물 및 불가피 불순물을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.The brazing filler metal mixture is 68 to 75 wt% of Ag, 22 to 30 wt% of Cu, 1 to 4 wt% of Ti, and the balance is composed of a Zn-Zr-Si mixture and unavoidable impurities with respect to the total weight of the brazing filler metal mixture do it with
상기 Zn-Zr-Si 혼합물에서, 상기 Zr은 전체 중량에 대하여 0.5 ~ 2wt%, 상기 Zn은 전체 중량에 대하여 1 내지 4wt%, 상기 Si는 전체 중량에 대하여 0.5 내지 2wt%인 것을 특징으로 한다.In the Zn-Zr-Si mixture, the Zr is 0.5 to 2 wt% based on the total weight, the Zn is 1 to 4 wt% based on the total weight, and the Si is 0.5 to 2 wt% based on the total weight.
상술한 기술적 과제의 달성을 위해 본 발명의 다른 실시예는, 하나 이상의 금속 부품들 및 상기 금속 부품들이 접합되는 접합부들이 형성되고 상기 접합부에 순차적으로 세라믹화 금속 층과 젖음성 금속 층이 형성된 세라믹 챔버를 포함하는 세라믹 금속 이종 접합 아크 챔버를 제작하는 방법에 있어서, 상기 세라믹 챔버의 접합부 표면에 세라믹 금속화 금속 페이스트를 도포한 후 열처리하여 세라믹 금속화 층을 형성하는 세라믹 금속화 층 형성 단계; 상기 세라믹 금속화 층의 상부에 젖음성 금속 페이스트를 도포한 후 열처리하여 젖음성 금속 층을 형성하는 젖음성 금속 층을 형성 단계; 및 상기 젖음성 금속 층이 형성된 상기 세라믹 챔버 접합부에 브레이징 필러 금속 혼합물을 삽입하여 상기 금속 부품들을 결합시키는 금속 부품 조립 단계; 및 브레이싱 열처리를 수행하여 형성되는 브레이징 접합부에 의해 상기 세라믹 챔버의 접합부들과 상기 금속 부품들이 세라믹 금속 이종 접합되는 브레이징 열처리 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 세라믹 금속 이종 접합 아크 챔버 제작 방법을 제공한다.Another embodiment of the present invention to achieve the above-described technical problem, one or more metal parts and the junctions to which the metal parts are bonded are formed, the junction is sequentially formed with a ceramized metal layer and a wettability metal layer is formed in a ceramic chamber A method of manufacturing a ceramic metal heterojunction arc chamber comprising: a ceramic metallization layer forming step of forming a ceramic metallization layer by applying a ceramic metallization metal paste to a junction surface of the ceramic chamber and then performing heat treatment; forming a wettability metal layer by applying a wettability metal paste on an upper portion of the ceramic metallization layer and performing heat treatment to form a wettability metal layer; and inserting a brazing filler metal mixture into the ceramic chamber joint in which the wettability metal layer is formed to bond the metal parts; and a brazing heat treatment step in which the junctions of the ceramic chamber and the metal parts are hetero-bonded to a ceramic metal by a brazing junction formed by performing a bracing heat treatment. do.
상기 세라믹 금속화 층 형성 단계는, 세라믹 금속화 금속인 MoMn 페이스트를 도포한 후 열처리를 수행하여 형성된 MoMn 층인 세라믹화 금속 층을 형성하는 것을 특징으로 한다.The ceramic metallization layer forming step is characterized in that the ceramization metal layer is formed by applying a MoMn paste, which is a ceramic metallization metal, and then performing heat treatment.
상기 젖음성 금속 층 형성 단계는, 상기 세라믹 금속화 층의 상부에 젖음성 금속 페이스트로서 Ni 페이스트를 도포한 후 열처리하여 상기 젖음성 금속 층을 형성하는 것을 특징으로 한다.In the forming of the wettability metal layer, a Ni paste as a wettability metal paste is applied on the ceramic metallization layer and then heat-treated to form the wettability metal layer.
상기 브레이징 열처리 단계에서 형성되는 상기 브레이징 접합부는, 상기 세라믹 금속화 층; 상기 젖음성 금속 층; 및 상기 브레이징 필러 금속 혼합물의 브레이징 열처리에 의해 상기 젖음성 금속 층과 상기 고정접점 단자의 사이에 형성된 브레이징 용가재 펠렛 층을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.The brazing joint formed in the brazing heat treatment step may include: the ceramic metallization layer; the wettability metal layer; and a brazing filler metal pellet layer formed between the wettability metal layer and the fixed contact terminal by brazing heat treatment of the brazing filler metal mixture.
상기 브레이징 열처리 단계의 상기 브레이징 필러 금속 혼합물은, 전체 중량에 대하여 Ag는 68 내지 75wt%, Cu는 22 내지 30wt%, 잔부는 Ni-Sn-P 혼합물 및 불가피 불순물을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다. The brazing filler metal mixture of the brazing heat treatment step, with respect to the total weight of Ag 68 to 75 wt%, Cu 22 to 30 wt%, the balance is characterized in that it comprises a Ni-Sn-P mixture and unavoidable impurities .
상기 Ni-Sn-P 혼합물에서, 상기 Ni는 전체 중량에 대하여 0.05 ~ 3wt%, 상기 Sn은 전체 중량에 대하여 2 내지 5wt%, 상기 P는 전체 중량에 대하여 0.005 내지 0.3wt%인 것을 특징으로 한다.In the Ni-Sn-P mixture, the Ni is 0.05 to 3 wt% based on the total weight, the Sn is 2 to 5 wt% based on the total weight, and the P is 0.005 to 0.3 wt% based on the total weight. .
상기 브레이징 열처리 단계의 상기 브레이징 필러 금속 혼합물은, 전체 중량에 대하여 Ag는 68 내지 75wt%, Cu는 22 내지 30wt%, Ti는 1 내지 4wt% 및 잔부는 Zn-Zr-Si 혼합물 및 불가피 불순물을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.The brazing filler metal mixture of the brazing heat treatment step contains 68 to 75 wt% of Ag, 22 to 30 wt% of Cu, 1 to 4 wt% of Ti, and the balance of the Zn-Zr-Si mixture and unavoidable impurities, based on the total weight of the brazing filler metal mixture. It is characterized in that it is configured.
상기 Zn-Zr-Si 혼합물에서, 상기 Zr은 전체 중량에 대하여 0.5 ~ 2wt%, 상기 Zn은 전체 중량에 대하여 1 내지 4wt%, 상기 Si는 전체 중량에 대하여 0.5 내지 2wt%인 것을 특징으로 한다.In the Zn-Zr-Si mixture, the Zr is 0.5 to 2 wt% based on the total weight, the Zn is 1 to 4 wt% based on the total weight, and the Si is 0.5 to 2 wt% based on the total weight.
상술한 본원 발명의 일 실시예에 따르는 전력개폐기용 세라믹 금속 이종 접합 아크 챔버 및 그 제작 방법은, MoMn 금속 박막이 코팅된 세라믹에 금속을 직접 브레이징 접합할 수 있도록 함으로써 Ni 도금 및 계속되는 열처리 공정을 수행하지 않도록 하여, 도금을 위한 전처리 및 후처리 작업이 수행하지 않게 되어 공정을 단순화하는 것에 의해 제조단가 및 불량률을 낮추어 경제적으로 전력개폐기용 세라믹 금속 이종 접합 아크 챔버를 제조할 수 있도록 하는 효과를 제공한다.The above-described ceramic metal heterojunction arc chamber for a power switch according to an embodiment of the present invention and a method for manufacturing the same, by enabling direct brazing bonding of metal to a ceramic coated with a MoMn metal thin film, Ni plating and subsequent heat treatment process It provides the effect of economically manufacturing a ceramic metal heterojunction arc chamber for a power switch by lowering the manufacturing cost and defect rate by simplifying the process by not performing pre-treatment and post-treatment operations for plating. .
또한, 종래기술에서 도금 공정의 수행을 위해 도금액, 도금용 비드 등의 관리 상태에 따라 Ni 도금 두께 편차가 발생하고, 전처리 및 후처리 작업을 수행하여 하므로 전력개폐기용 세라믹 금속 이종 접합 아크 챔버의 제조 공정이 어려웠으나, 본원 발명의 일 실시예에 따르는 전력개폐기용 세라믹 금속 이종 접합 아크 챔버 및 그 제작 방법은, 이를 개선하여 세라믹 금속 이종 접합 아크 챔버의 제조를 현저히 용이하게 수행할 수 있도록 하는 효과를 제공한다.In addition, in order to perform the plating process in the prior art, the Ni plating thickness deviation occurs depending on the management status of the plating solution and the plating bead, etc., and pre-treatment and post-treatment work are performed, so the ceramic metal heterojunction arc chamber for the power switch is manufactured Although the process was difficult, the ceramic metal heterojunction arc chamber for a power switch according to an embodiment of the present invention and a method for manufacturing the same have the effect of improving it to significantly facilitate the manufacture of the ceramic metal heterojunction arc chamber to provide.
또한, 본원 발명의 일 실시예에 따르는 전력개폐기용 세라믹 금속 이종 접합 아크 챔버 제작 방법은, 도금 공정을 수행하지 않도록 하여, 도금 공정의 바렐 도금 시 세라믹끼리 충돌하여 모서리 칩핑 등 깨짐이 발생하는 것을 방지하므로 불량 발생을 최소화하여 생산성을 현저히 향상시키는 효과를 제공한다.In addition, in the method for manufacturing a ceramic metal heterojunction arc chamber for a power switch according to an embodiment of the present invention, the plating process is not performed, so that the ceramics collide with each other during barrel plating of the plating process to prevent cracks such as edge chipping Therefore, it provides the effect of significantly improving productivity by minimizing the occurrence of defects.
도 1은 본 발명의 일 실시예의 전력개폐기용 세라믹 금속 이종 접합 아크 챔버(1)의 단면도.
도 2는 도 1의 고정접점 단자(30)와 세라믹챔버(20) 사이의 세라믹 금속 이종 접합부(A) 단면의 SEM 사진.
도 3은 도 1의 씰링 캡(sealing cap)(10)과 세라믹 챔버(20) 사이의 세라믹 금속 이종 접합부(B) 단면의 SEM 사진.
도 4는 본 발명의 일 실시예의 전력개폐기용 세라믹 금속 이종 접합 챔버 제작 방법의 순서도.
도 5는 실험예 1의 실시예 1의 세라믹-금속(무산소 구리봉) 이종접합부의 SEM 사진.
도 6은 비교예 1의 시편의 세라믹-금속 이종접합부의 SEM 사진.1 is a cross-sectional view of a ceramic metal
2 is a SEM photograph of a cross-section of a ceramic metal heterojunction (A) between the
3 is a SEM photograph of a cross-section of a ceramic metal heterojunction (B) between the sealing
Figure 4 is a flowchart of a method of manufacturing a ceramic metal heterojunction chamber for a power switch according to an embodiment of the present invention.
5 is a SEM photograph of a ceramic-metal (oxygen-free copper rod) heterojunction of Example 1 of Experimental Example 1.
6 is a SEM photograph of the ceramic-metal heterojunction of the specimen of Comparative Example 1.
하기에서 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.In the following description of the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.
본 발명의 개념에 따른 실시 예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본 명세서 또는 출원서에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명의 개념에 따른 실시 예를 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명은 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Since the embodiment according to the concept of the present invention may have various changes and may have various forms, specific embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the present specification or application. However, this is not intended to limit the embodiment according to the concept of the present invention to a specific disclosed form, and it should be understood that the present invention includes all changes, equivalents, or substitutes included in the spirit and scope of the present invention.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.When a component is referred to as being “connected” or “connected” to another component, it is understood that the other component may be directly connected or connected to the other component, but other components may exist in between. it should be On the other hand, when it is mentioned that a certain element is "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that the other element does not exist in the middle. Other expressions describing the relationship between elements, such as "between" and "immediately between" or "neighboring to" and "directly adjacent to", should be interpreted similarly.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terms used herein are used only to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. The singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise. In this specification, terms such as "comprises" or "have" are intended to designate that the described features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof exist, and include one or more other features or numbers. , it is to be understood that it does not preclude the possibility of the presence or addition of steps, operations, components, parts, or combinations thereof.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 더욱 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명의 일 실시예의 설명에서, 본 발명의 전력 차단기용 세라믹 금속 이종 접합 아크 챔버를 구성하는 금속 부품들을 씰링 캡(10)과 고정접점 단자(30)들을 예로 들어 설명한다.In the description of one embodiment of the present invention, the sealing
도 1은 본 발명의 일 실시예의 전력개폐기용 세라믹 금속 이종 접합 아크 챔버(1)(이하, “아크 챔버(1)”라 함)의 단면도이고, 도 2는 도 1의 고정접점 단자(30)와 세라믹챔버(20) 사이의 세라믹 금속 이종 접합부(A) 단면의 SEM 사진이며, 도 3은 도 1의 씰링 캡(10)과 세라믹 챔버(20) 사이의 세라믹 금속 이종 접합부(B) 단면의 SEM 사진이다.1 is a cross-sectional view of a ceramic metal heterojunction arc chamber 1 (hereinafter referred to as “
도 1 내지 도 3과 같이, 상기 아크 챔버(1)는 금속 부품의 일 예들로서 씰링 컵(10)과 하나 이상의 고정접점 단자(30)들 및 금속 부품들의 일 예들로서 하나 이상의 고정접점 단자 삽입홀(27)들과 씰링 컵 결합홀(29)이 형성되고, 세라믹 챔버의 제1 및 제2 접합부(21, 23)의 면 상에 순차적으로 세라믹화 금속 층(41)과 젖음성 금속 층(43)이 형성된 세라믹 챔버(20) 및 상기 금속 부품들을 상기 세라믹 챔버(20)의 접합부와의 사이에 브레이징 필러 금속 혼합물을 삽입하여 상기 세라믹 챔버에 결합시킨 후 수행되는 브레이징 열처리에 의해 형성되어 상기 세라믹 챔버의 접합부들과 상기 금속 부품들을 세라믹 금속 이종 접합시키는 브레이징 접합부(40)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.1 to 3 , the
여기서, 상기 세라믹 금속화 층(41)은 세라믹 금속화 금속인 MoMn 페이스트를 도포한 후 열처리를 수행하여 형성된 MoMn 층일 수 있다.Here, the
또한, 상기 젖음성 금속 층(43)은, 상기 세라믹 금속화 층의 상부에 젖음성 금속 페이스트로서 Ni 페이스트를 도포한 후 열처리하여 형성된 Ni 층일 수 있다.In addition, the
그리고 상기 씰링 컵(10)의 씰링 컵 접합부(11)와 상기 고정접점 단자(30)의 고정접점 단자 접합부(31) 각각과 상기 세라믹 챔버의 제1 접합부(21) 및 제2 접합부(23) 사이에서 상기 금속 부품들과 상기 세라믹 챔버(20)를 접합시키는 브레이징 접합부(40)가 형성된다.And between the sealing
상기 브레이징 접합부(40)는, 세라믹 금속화 층(41)과, 젖음성 금속 층(43) 및 브레이징 필러 금속 혼합물의 브레이징 열처리에 의해 상기 젖음성 금속 층(43)과 금속 부품들인 씰링 컵(10) 및 고정접점 단자(30)들의 접합부의 면 사이에 형성된 브레이징 용가재 펠렛 층(45)을 포함하여 구성될 수 있다.The brazing joint 40 is formed by a brazing heat treatment of a
이때, 상기 브레이징 필러 금속 혼합물은, 전체 중량에 대하여 Ag는 68 내지 75wt%, Cu는 22 내지 30wt%, 잔부는 Ni-Sn-P 혼합물 및 불가피 불순물을 포함하여 구성될 수 있다. 상기 Ni-Sn-P 혼합물에서, 상기 Ni는 전체 중량에 대하여 0.05 ~ 3wt%, 상기 Sn은 전체 중량에 대하여 2 내지 5wt% 및 상기 P는 전체 중량에 대하여 0.005 내지 0.3wt%의 조성비를 가지도록 혼합될 수 있다.In this case, the brazing filler metal mixture may include 68 to 75 wt% of Ag, 22 to 30 wt% of Cu, and the remainder including a Ni-Sn-P mixture and unavoidable impurities, based on the total weight. In the Ni-Sn-P mixture, the Ni is 0.05 to 3wt% based on the total weight, the Sn is 2 to 5wt% based on the total weight, and the P has a composition ratio of 0.005 to 0.3wt% based on the total weight can be mixed.
상술한 조성을 가지는 브레이징 필러 금속은 융점이 낮고 응고 시 결정입도가 작은 공정조직을 가져서 기계적 특성이 우수한 특성을 가진다.The brazing filler metal having the above-described composition has a low melting point and a process structure having a small grain size upon solidification, and thus has excellent mechanical properties.
상기 Ni는 결정구조가 면심입방구조로 Ag, Cu와 같으며, 용이하게 합금을 이루며 열팽창계수가 13.4 μm/(mK)로 낮은 편에 속한다. 또한, 융점은 1,453℃로 높은 편이나 Ag와 Cu과 합금이 되면 융점이 낮아지고 독성을 보이지 않으며 가격도 그다지 높지 않다. 특히 Ni은 표 1에서 보인 기존의 생산공정에서 MoMn박막 위에 Ni 층을 형성하는 점으로부터 화학적 결합이 우수하며 용착하는 금속이 주로 인바(Invar)와 무산소동이고 이들과 Ni가 합금화가 용이한 장점을 가진다.The Ni has a face-centered cubic structure and is the same as Ag and Cu, forms an alloy easily, and has a low coefficient of thermal expansion of 13.4 μm/(mK). In addition, the melting point is high at 1,453 ℃, but when it is alloyed with Ag and Cu, the melting point is lowered, it does not show toxicity, and the price is not so high. In particular, Ni has excellent chemical bonding in that it forms a Ni layer on the MoMn thin film in the existing production process shown in Table 1, and the metals to be deposited are mainly Invar and oxygen-free copper, and these and Ni are easily alloyed. have
상기 Ni의 함량은 전체 중량에 대하여 0.05wt%에서 3wt%이고, 이보다 함량이 적을 경우 첨가효과가 적으며, 이보다 함량이 높을 경우 융점이 높아지는 단점이 있어 바람직하지 않다.The content of Ni is 0.05 wt% to 3 wt% with respect to the total weight, and when the content is less than this, the effect of addition is small, and when the content is higher than this, the melting point is high, which is not preferable.
다음으로, 상기 Sn은 융점이 232℃로 낮으며 용해되었을 때 유동성과 젖음성이 양호하여 브레이징 접합을 용이하게 한다.Next, the Sn has a low melting point of 232° C. and has good fluidity and wettability when dissolved to facilitate brazing bonding.
상기 Sn의 함량은 전체 중량에 대하여 2wt%에서 5wt% 이며, 이보다 함량이 적을 경우 첨가효과가 적으며, 이보다 함량이 높을 경우 상대적으로 기계적 강도가 낮아지는 단점이 있다. The content of Sn is 2 wt% to 5 wt% based on the total weight, and when the content is less than this, the effect of addition is small, and when the content is higher than this, there is a disadvantage in that the mechanical strength is relatively lowered.
상기 P는 비금속 원소로 융점도 115℃로 매우 낮아서 구성원소로 적합하지 않으나 파울링(Pauling) 계수가 2,58로 강한 환원제의 역할을 하여 소량 첨가되었을 때 MoMn박막이나 용착하려는 금속표면의 산화물을 환원시켜 깨끗한 표면을 가지도록 하여 용착을 돕는 기능을 수행한다.The P is a non-metal element with a very low melting point of 115 ° C., so it is not suitable as a constituent element. However, it acts as a strong reducing agent with a Pauling coefficient of 2,58 and when added in small amounts, reduces the oxide on the surface of the metal to be deposited or the MoMn film It performs the function of helping the welding by making it have a clean surface.
상기 P의 함량은 전체 중량에 대하여 0.005wt%에서 0.3wt%가 바람직하며, 이보다 함량이 적을 경우 첨가효과가 적으며, 이보다 함량이 높을 경우 합금이 취성이 강해져서 가공이 어려운 단점이 있어서 바람직하지 않다,The content of P is preferably 0.005 wt % to 0.3 wt % with respect to the total weight, and when the content is less than this, the effect of addition is small, and when the content is higher than this, the alloy becomes brittle and difficult to process. not,
이와 달리, 상기 브레이징 필러 금속 혼합물은, 전체 중량에 대하여 Ag는 68 내지 75wt%, Cu는 22 내지 30wt%, Ti는 1 내지 4wt% 및 잔부는 Zn-Zr-Si 혼합물 및 불가피 불순물을 포함하여 구성될 수도 있다. 상기 Zn-Zr-Si 혼합물에서, 상기 Zr은 전체 중량에 대하여 0.5 ~ 2wt%, 상기 Zn은 전체 중량에 대하여 1 내지 4wt% 및 상기 Si는 전체 중량에 대하여 0.5 내지 2wt%의 조성비를 가지도록 혼합될 수 있다.In contrast, the brazing filler metal mixture contains 68 to 75 wt% of Ag, 22 to 30 wt% of Cu, 1 to 4 wt% of Ti, and the balance of the brazing filler metal mixture, based on the total weight, including a Zn-Zr-Si mixture and unavoidable impurities. could be In the Zn-Zr-Si mixture, the Zr is 0.5 to 2 wt% based on the total weight, the Zn is 1 to 4 wt% based on the total weight, and the Si is mixed to have a composition ratio of 0.5 to 2 wt% based on the total weight. can be
상술한 조성을 가지는 브레이징 필러 금속은 융점이 낮고 응고 시 결정입도가 작은 공정조직을 가져서 기계적 특성이 우수한 특성을 가진다.The brazing filler metal having the above-described composition has a low melting point and a process structure having a small grain size upon solidification, and thus has excellent mechanical properties.
상기 Zr은 결정구조가 Ti와 같은 육방정구조이며 활성을 나타내는 파울링 계수(Pauling Scale)가 1.33으로 Ti의 1.54보다 낮아서 활성이 더 높아서 세라믹 및 금속과의 반응성이 높다는 장점이 있다.Zr has a hexagonal crystal structure similar to Ti, and has a Pauling scale indicating activity of 1.33, which is lower than 1.54 of Ti, and thus has a higher activity, and thus has a high reactivity with ceramics and metals.
상기 Zr의 함량은 전체 중량에 대하여 0.5wt%에서 2wt%이고, 이보다 함량이 적을 경우 첨가효과가 적으며, 이보다 함량이 높을 경우 가공성이 나빠지는 단점이 이 있어 바람직하지 않다.The content of Zr is 0.5wt% to 2wt% with respect to the total weight, and when the content is less than this, the effect of addition is small, and when the content is higher than this, there is a disadvantage in that workability is deteriorated, which is not preferable.
다음으로, 상기 Zn는 결정구조가 Ti와 같은 육방정 구조이며 파울링 계수가 1.65이어서 어느 정도 반응성을 보이며 융점이 419℃로 낮아서 첨가될 경우 용착 온도를 낮추는 기능을 수행한다.Next, the Zn has a hexagonal crystal structure like Ti, has a fouling coefficient of 1.65, shows some reactivity, and has a melting point as low as 419° C., so that when added, it functions to lower the deposition temperature.
상기 Zn의 함량은 1wt%에서 4wt%이며, 이보다 함량이 적을 경우 첨가효과가 적으며, 이보다 함량이 높을 경우 접합강도가 낮아지는 단점이 있어 바람직하지 않다.The content of Zn is 1 wt% to 4 wt%, and when the content is less than this, the effect of addition is small, and when the content is higher than this, there is a disadvantage in that the bonding strength is lowered, which is not preferable.
상기 Si는 결정구조가 면심입방구조이고 융점이 1,414℃ 높지만 Ag와 Cu와 합금을 형성하고 열팽창계수가 2.6 μm/(mK)로 낮은 편에 속한다. 또한, 독성을 보이지 않으며 가격도 그다지 높지 않다.The Si has a face-centered cubic structure and has a high melting point of 1,414° C., but forms an alloy with Ag and Cu, and has a low coefficient of thermal expansion of 2.6 μm/(mK). In addition, it does not show toxicity and the price is not very high.
상기 Si의 함량은 0.5 내지 2wt%이며, 이보다 함량이 적을 경우 첨가효과가 적으며, 이보다 함량이 높을 경우 가공성이 나빠지는 단점이 있어 바람직하지 않다.The Si content is 0.5 to 2 wt%, and when the content is less than this, the effect of addition is small, and when the content is higher than this, there is a disadvantage in that workability is deteriorated, which is not preferable.
상기 세라믹 챔버에 브레이징 접합되는 금속은 무산소동 또는 인바(Invar) 등 일 수 있다. 상술한 브레이징 필러 금속의 합금 조성을 벗어날 경우 융점이 너무 높아져서 경제적이지 못한 단점이 있다.The metal to be brazed to the ceramic chamber may be oxygen-free copper or Invar. If the alloy composition of the above-described brazing filler metal is deviated, the melting point becomes too high, which is not economical.
본 발명의 일 실시예에서 상기 브레이징 필러 금속 혼합물은 브레이징 필러 금속으로 Ag-Cu 합금 또는 Ag-Cu-Ti 합금과 상기 Ni-Sn-P 또는 Zr-Zn-Si 및 적절한 원소를 첨가하여 성형한 다 성분 합금 판재로 가공될 수도 있다.In one embodiment of the present invention, the brazing filler metal mixture is formed by adding an Ag-Cu alloy or Ag-Cu-Ti alloy and the Ni-Sn-P or Zr-Zn-Si and an appropriate element as a brazing filler metal. It can also be machined from a component alloy sheet.
도 4는 본 발명의 일 실시예의 전력개폐기용 세라믹 금속 이종 접합 챔버 제작 방법의 순서도이다.4 is a flowchart of a method of manufacturing a ceramic metal heterojunction chamber for a power switch according to an embodiment of the present invention.
도 4와 같이, 본 발명의 일 실시예의 전력개폐기용 세라믹 금속 이종 접합 챔버 제작 방법은, 하나 이상의 금속 부품들 및 상기 금속 부품들이 접합되는 접합부들이 형성되고 상기 접합부에 순차적으로 세라믹화 금속 층과 젖음성 금속 층이 형성된 세라믹 챔버를 포함하는 세라믹 금속 이종 접합 아크 챔버를 제작하는 방법에 있어서, 세라믹 금속화 층 형성 단계(S10), 젖음성 금속 층 형성 단계(S20), 금속 부품 조립 단계(S30) 및 브레이징 열처리 단계(S40)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.As shown in FIG. 4, in the method for manufacturing a ceramic metal heterojunction chamber for a power switch of an embodiment of the present invention, one or more metal parts and junctions to which the metal parts are joined are formed, and the ceramized metal layer and wettability are sequentially formed at the junction. A method for manufacturing a ceramic metal heterojunction arc chamber including a ceramic chamber in which a metal layer is formed, the method comprising: forming a ceramic metallization layer (S10), forming a wettability metal layer (S20), assembling a metal part (S30) and brazing It is characterized in that it is configured to include a heat treatment step (S40).
구체적으로, 상기 세라믹 금속 층 형성 단계(S10)는 상기 세라믹 챔버(20)의 제1 및 제2 접합부(21, 24) 표면에 세라믹 금속화 금속 페이스트를 도포한 후 열처리하여 세라믹 금속화 층(41)을 형성한다. 상기 세라믹 금속화 층 형성 단계(S10)의 일 예로는 세라믹 금속 페이스트로서 MoMn 페이스트를 상기 세라믹 챔버(20)의 제1 및 제2 접합부(21, 24) 표면에 도포한 후 세라믹 접합 면의 금속화를 위해 H2/N2 혼합 가스 분위기에서 1,400 ~ 1,500 ℃로 열처리를 수행하는 금속화 공정(metalizing)에 의해 형성되는 MoMn 층을 형성하는 단계일 수 있다.Specifically, in the step of forming the ceramic metal layer ( S10 ), a ceramic metallization metal paste is applied to the surfaces of the first and second
상기 젖음성 금속층 형성 단계(S20)는 상기 세라믹 금속화 층(41)의 상부에 젖음성 금속 페이스트를 도포한 후 열처리하여 젖음성 금속 층(43)을 형성하는 단계이다. 상기 젖음성 금속층 형성 단계(S20)의 일 예로는 상기 세라믹 금속화 층(41)의 상부에 젖음성 금속의 일 예인 Ni를 유기 첨가제들과 혼합하여 형성된 Ni 페이스트를 도포한 후, 유기 첨가제를 탈지하여 밀착력을 강화하기 위해 H2/N2 혼합 가스 분위기에서 750 ~ 850℃로 열처리를 수행하여 젖음성 금속 층(43)의 일 예인 Ni 층을 형성하는 단계일 수 있다.The wettability metal layer forming step ( S20 ) is a step of forming the
상기 금속 부품 조립 단계(S30)는 브레이징용 지그에서 상기 젖음성 금속 층이 형성된 상기 세라믹 챔버 접합부에 브레이징 필러 금속 혼합물을 주입한 후 씰링 컵(10), 고정접점 단자(30) 등의 금속 부품들을 결합시키는 단계일 수 있다.In the metal component assembly step (S30), the sealing
다음으로, 상기 브레이징 열처리 단계(S40)는 브레이징 열처리를 수행하여 형성되는 브레이징 접합부(40)들에 의해 상기 세라믹 챔버(20)의 접합부(21, 23)들과 상기 금속 부품들이 세라믹 금속 이종 접합되는 단계일 수 있다. 이때, 상기 브레이징 열처리는 브레이징 필러 금속의 용융에 의한 세라믹-금속 간 세라믹 금속 이종 접합을 위해 H2/N2 혼합 가스 분위기에서 700 ~ 900℃로 수행될 수 있다.Next, in the brazing heat treatment step ( S40 ), the
<실험예 1><Experimental Example 1>
이상 본 발명을 실시예를 들어 자세히 설명한다, 본 실시예에서는 MoMn박막이 코팅된 알루미나 세라믹에 대해서만 게시하였지만 MoMn박막이 코팅될 수 있는 다른 종류의 세라믹 예를 들면 실리카, 마그네시아, 지르코니아 및 이들의 합금에도 적용이 가능하다. 한편, 비교예로서는 Ni가 첨가되지 않은 통상의 Ag-Cu 합금 즉 Ag가 72wt%, Cu가 잔량인 조성의 브레이징 필러 금속을 제조하여 사용하였다.The present invention will be described in detail with examples. In this embodiment, only alumina ceramics coated with a MoMn thin film are posted, but other types of ceramics that can be coated with a MoMn thin film, for example, silica, magnesia, zirconia, and alloys thereof can also be applied to On the other hand, as a comparative example, a conventional Ag-Cu alloy to which Ni is not added, that is, a brazing filler metal having a composition in which Ag is 72 wt% and Cu is the remaining amount was prepared and used.
실시예 1.Example 1.
Ni가 0.05wt%, Sn이 5wt%, P가 0.005wt%, Ag가 68wt%, Cu가 잔량인 조성으로 유도로를 사용하여 합금을 용해/주조하였다. 용해 중 산화를 줄이기 위하여 Ar을 불어주었다, 용해된 잉곳은 냉간압연기를 사용하여 2 mm 두께까지 냉간압연하였다. 냉간압연판은 600℃로 가열된 수소열처리로에서 30분간 열처리하였다. 열처리된 압연판은 정밀압연기를 사용하여 두께 0,1 mm까지 압연하여 브레이징 필러 합금 판재를 제조하였다. 이 압연판을 1 cm x 1 cm 크기로 와이어갓 방식으로 절단하여 최종 필러 판재를 제조하였다. The alloy was melted/cast using an induction furnace with a composition containing 0.05 wt% of Ni, 5 wt% of Sn, 0.005 wt% of P, 68 wt% of Ag, and the remaining amount of Cu. Ar was blown to reduce oxidation during melting. The melted ingot was cold rolled to a thickness of 2 mm using a cold rolling mill. The cold-rolled sheet was heat-treated for 30 minutes in a hydrothermal treatment furnace heated to 600°C. The heat-treated rolled plate was rolled to a thickness of 0.1 mm using a precision rolling mill to prepare a brazing filler alloy plate. The rolled plate was cut to a size of 1 cm x 1 cm in a wire shade method to prepare a final filler plate.
1 cm x 1 cm 면에 MoMn박막이 도포된, 크기 1 cm x 1 cm x 5cm 크기의 알루미나 봉(71)과 1 cm x 1 cm x 5 cm 크기로 가공된 무산소동(81)을 준비하고 MoMn박막이 도포된 면과 무산소동(81)을 접촉하도록 거치한 다음 그 사이에 앞에서 준비한 10 cm x 10 cm x 0.1 mm 크기의 브레이징 필러 합금 판재를 삽입하였다. 이 상태로 수소열처리에 장입한 다음 850℃에서 5분간 용착 처리하였다.Prepare a 1 cm x 1 cm x 5 cm alumina rod (71) and 1 cm x 1 cm x 5 cm processed anaerobic copper (81), coated with a MoMn thin film on the 1 cm x 1 cm surface, and prepare MoMn The thin film-coated surface was placed in contact with the oxygen-
용착 처리한 시편은 4점 파단강도 측정법으로 파단강도를 측정하였고 그 결과를 표 1에 보였다.For the weld-treated specimens, the breaking strength was measured using a four-point breaking strength measurement method, and the results are shown in Table 1.
실시예 2. Example 2.
Ni가 1wt%, Sn이 4wt%, P가 0.015wt%, Ag가 70wt%, Cu가 잔량인 조성으로 유도로를 사용하여 합금을 용해/주조하였다. 그 다음 실시예 1과 같은 방법으로 최종 브레이징 필러 합금 판재를 제조하였다. The alloy was melted/cast using an induction furnace with a composition in which Ni was 1 wt%, Sn was 4 wt%, P was 0.015 wt%, Ag was 70 wt%, and Cu was the remaining amount. Then, a final brazing filler alloy plate was prepared in the same manner as in Example 1.
실시예 1과 같은 방법으로 MoMn박막이 도포된 알루미나 봉(81)과 1 cm x 1 cm x 5 cm 크기로 가공된 인바(Invar)를 준비하고 MoMn박막이 도포된 면과 Invar 합금 봉을 접촉하도록 거치한 다음 그 사이에 앞에서 준비한 10 cm x 10 cm x 0.1 mm 크기의 브레이징 필러 합금 판재를 삽입하였다. 이 상태로 수소열처리에 장입한 다음 850℃에서 5분간 용착 처리하였다. In the same manner as in Example 1, prepare an
용착 처리한 시편은 4점 파단강도 측정법으로 파단강도를 측정하였고 그 결과를 표 1에 보였다.For the weld-treated specimens, the breaking strength was measured using a four-point breaking strength measurement method, and the results are shown in Table 1.
또한, 용착 처리한 시편의 단면을 주사전자 현미경을 사용하여 관찰하였다. In addition, the cross section of the weld-treated specimen was observed using a scanning electron microscope.
실시예 3. Example 3.
Ni가 3wt%, Sn이 2wt%, P가 0.03wt%, Ag가 75wt%, Cu가 잔량인 조성으로 유도로를 사용하여 합금을 용해/주조하였다. 그 다음 실시예 1과 같은 방법으로 최종 브레이징 필러 합금 판재를 제조하였다. The alloy was melted/cast using an induction furnace with a composition in which Ni was 3wt%, Sn was 2wt%, P was 0.03wt%, Ag was 75wt%, and Cu was the remaining amount. Then, a final brazing filler alloy plate was prepared in the same manner as in Example 1.
실시예 1과 같은 방법으로 MoMn박막이 도포된 알루미나 봉(81)과 1 cm x 1 cm x 5 cm 크기로 가공된 무산소동을 준비하고 MoMn박막이 도포된 면과 무산소동 봉을 접촉하도록 거치한 다음 그 사이에 앞에서 준비한 10 cm x 10 cm x 0.1 mm 크기의 브레이징 필러 합금 판재를 삽입하였다. 이 상태로 수소열처리에 장입한 다음 850℃에서 5분간 용착 처리하였다.In the same manner as in Example 1, an
용착 처리한 시편은 4점 파단강도 측정법으로 파단강도를 측정하였고 그 결과를 표 1에 보였다.For the weld-treated specimens, the breaking strength was measured using a four-point breaking strength measurement method, and the results are shown in Table 1.
실시예 4. Example 4.
Ni가 1wt%, Sn이 4wt%, P가 0.015wt%, Ag가 70wt%, Cu가 잔량인 조성으로 유도로를 사용하여 합금을 용해/주조하였다. 그 다음 실시예 1과 같은 방법으로 최종 브레이징 필러 합금 판재를 제조하였다. The alloy was melted/cast using an induction furnace with a composition in which Ni was 1 wt%, Sn was 4 wt%, P was 0.015 wt%, Ag was 70 wt%, and Cu was the remaining amount. Then, a final brazing filler alloy plate was prepared in the same manner as in Example 1.
실시예 1과 같은 방법으로 MoMn박막이 도포된 알루미나 봉과 1 cm x 1 cm x 5 cm 크기로 가공된 SUS 304를 준비하고 MoMn박막이 도포된 면과 인바(Invar) 합금봉을 접촉하도록 거치한 다음 그 사이에 앞에서 준비한 10 cm x 10 cm x 0.1 mm 크기의 브레이징 필러 합금 판재를 삽입하였다. 이 상태로 수소열처리에 장입한 다음 850℃에서 5분간 용착 처리하였다.In the same way as in Example 1, an alumina rod coated with a MoMn thin film and SUS 304 processed to a size of 1 cm x 1 cm x 5 cm were prepared, and the MoMn thin film coated surface was placed in contact with an Invar alloy rod. In the meantime, a brazing filler alloy plate having a size of 10 cm x 10 cm x 0.1 mm prepared above was inserted. In this state, it was charged in hydrothermal treatment and then welded at 850°C for 5 minutes.
용착 처리한 시편은 4점 파단강도 측정법으로 파단강도를 측정하였고 그 결과를 표 1에 보였다.For the weld-treated specimens, the breaking strength was measured using a four-point breaking strength measurement method, and the results are shown in Table 1.
비교예 1. Comparative Example 1.
Ag가 72wt%, Cu가 잔량인 조성으로 유도로를 사용하여 합금을 용해/주조하였다. 그 다음 실시예 1과 같은 방법으로 최종 브레이징 필러 합금 판재를 제조하였다. The alloy was melted/cast using an induction furnace with a composition in which Ag was 72 wt% and Cu was the remaining amount. Then, a final brazing filler alloy plate was prepared in the same manner as in Example 1.
실시예 1과 같은 방법으로 MoMn박막이 도포된 알루미나 봉과 1 cm x 1 cm x 5 cm 크기로 가공된 Invar 합금봉을 준비하고 MoMn박막이 도포된 면과 Invar를 접촉하도록 거치한 다음 그 사이에 앞에서 준비한 10 cm x 10 cm x 0.1 mm 크기의 브레이징 필러 합금 판재를 삽입하였다. 이 상태로 수소열처리에 장입한 다음 850℃에서 5분 간 용착 처리하였다.In the same way as in Example 1, an alumina rod coated with a MoMn thin film and an Invar alloy rod processed to a size of 1 cm x 1 cm x 5 cm were prepared, mounted so that the MoMn thin film coated surface and Invar were in contact, and then in between. The prepared 10 cm x 10 cm x 0.1 mm size of the brazing filler alloy plate was inserted. In this state, it was charged in hydrothermal treatment and then welded at 850°C for 5 minutes.
용착 처리한 시편은 4점 파단강도 측정법으로 파단강도를 측정하였고 그 결과를 표 1에 보였다.For the weld-treated specimens, the breaking strength was measured using a four-point breaking strength measurement method, and the results are shown in Table 1.
또한, 용착 처리한 시편의 단면을 주사전자 현미경을 사용하여 관찰하였다.In addition, the cross section of the weld-treated specimen was observed using a scanning electron microscope.
<실험예 2><Experimental Example 2>
이상 본 발명을 실시예를 들어 자세히 설명한다, 본 실시예에서는 MoMn박막이 코팅된 알루미나 세라믹에 대해서만 게시하였지만 MoMn박막이 코팅될 수 있는 다른 종류의 세라믹 예를 들면 실리카, 마그네시아, 지르코니아 및 이들의 합금에도 적용이 가능하다. The present invention will be described in detail with examples. In this embodiment, only alumina ceramics coated with a MoMn thin film are posted, but other types of ceramics that can be coated with a MoMn thin film, for example, silica, magnesia, zirconia, and alloys thereof can also be applied to
한편, 비교예로 대한민국 등록특허 제10-0138444호에 게시된 Ag 47wt%, Sn 5wt%, In 7wt%, Ti 3wt%, 잔량 구리의 조성을 갖는 활성 금속납제를 제조하여 세라믹과 금속간의 브레이징 접합을 할 수 있는 필러 금속을 제조하였다.On the other hand, as a comparative example, an active metal brazing agent having the composition of Ag 47wt%, Sn 5wt%, In 7wt%, Ti 3wt%, and the remainder copper published in Republic of Korea Patent No. 10-0138444 was prepared, thereby performing brazing bonding between the ceramic and metal. A filler metal that can be prepared was prepared.
실시예 5.Example 5.
Ti가 4wt%, Zr이 1wt%, Zn가 2wt%, Si가 1wt%, Ag가 68wt%, Cu가 잔량인 조성으로 진공 유도로를 사용하여 합금을 용해/주조하였다. 용해된 잉곳은 냉간압연기를 사용하여 2 mm 두께까지 냉간압연하였다. 냉간압연판은 600℃로 가열된 수소열처리로에서 30분간 열처리하였다. 열처리된 압연판은 정밀압연기를 사용하여 두께 0,1 mm까지 압연하여 브레이징용 필러 합금 판재를 제조하였다. 이 압연판을 1 cm x 1 cm 크기로 와이어갓 방식으로 절단하여 최종 필러 합금 판재를 제조하였다. The alloy was melted/cast using a vacuum induction furnace with a composition in which Ti was 4wt%, Zr was 1wt%, Zn was 2wt%, Si was 1wt%, Ag was 68wt%, and Cu was the remaining amount. The melted ingot was cold rolled to a thickness of 2 mm using a cold rolling mill. The cold-rolled sheet was heat-treated for 30 minutes in a hydrogen heat treatment furnace heated to 600 °C. The heat-treated rolled plate was rolled to a thickness of 0.1 mm using a precision rolling mill to prepare a filler alloy plate for brazing. This rolled plate was cut to a size of 1 cm x 1 cm in a wire shade method to prepare a final filler alloy plate.
1 cm x 1 cm x 5cm 크기의 알루미나 봉과 1 cm x 1 cm x 5 cm 크기로 가공된 무산소동(81)(무산소 구리봉)을 준비하고 알루미나 봉(71)과 무산소 무산소동(81)을 접촉하도록 거치한 다음 그 사이에 앞에서 준비한 10 cm x 10 cm x 0.1 mm 크기의 필러 합금 판재를 삽입하였다. Prepare an alumina rod with a size of 1 cm x 1 cm x 5 cm and an anaerobic copper (81) (oxygen-free copper rod) processed to a size of 1 cm x 1 cm x 5 cm, and bring the alumina rod (71) into contact with the anaerobic anaerobic copper (81). After mounting, the filler alloy plate having the size of 10 cm x 10 cm x 0.1 mm prepared earlier was inserted between them.
용착 처리한 시편은 4점 파단강도 측정법으로 파단강도를 측정하였고 그 결과를 표 2에 보였다.For the weld-treated specimens, the breaking strength was measured using a four-point breaking strength measurement method, and the results are shown in Table 2.
실시예 6. Example 6.
Ti가 2wt%, Zr이 2wt%, Zn가 1wt%, Si가 0.5wt%, Ag가 70wt%, Cu가 잔량인 조성으로 진공 유도로를 사용하여 합금을 용해/주조하였다. 그 다음 실시예 5와 같은 방법으로 최종 필러 합금 판재를 제조하였다. The alloy was melted/cast using a vacuum induction furnace with a composition in which Ti was 2wt%, Zr was 2wt%, Zn was 1wt%, Si was 0.5wt%, Ag was 70wt%, and Cu was the remaining amount. Then, a final filler alloy plate was prepared in the same manner as in Example 5.
실시예 5와 같은 방법으로 알루미나 봉과 1 cm x 1 cm x 5 cm 크기로 가공된 Invar를 준비하고 알루미나 봉과 인바(Invar) 합금봉을 접촉하도록 거치한 다음 그 사이에 앞에서 준비한 10 cm x 10 cm x 0.1 mm 크기의 필러 합금 판재를 삽입하였다. 이 상태로 진공열처리에 장입한 다음 진공도, 5 x 10-5 torr, 850℃에서 5분 간 용착 처리하였다. In the same manner as in Example 5, an alumina rod and Invar processed to a size of 1 cm x 1 cm x 5 cm were prepared, and the alumina rod and Invar alloy rod were placed in contact with each other, and in between, the previously prepared 10 cm x 10 cm x A filler alloy plate having a size of 0.1 mm was inserted. In this state, it was charged in vacuum heat treatment, and then welding was performed at a vacuum degree of 5 x 10 -5 torr, 850 °C for 5 minutes.
용착 처리한 시편은 4점파단강도 측정법으로 파단강도를 측정하였고 그 결과를 표 2에 보였다.For the weld-treated specimens, the breaking strength was measured using the 4-point breaking strength measurement method, and the results are shown in Table 2.
실시예 7. Example 7.
Ti가 1wt%, Zr이 0.5wt%, Zn가 4wt%, Si가 2wt%, Ag가 75wt%, Cu가 잔량인 조성으로 진공 유도로를 사용하여 합금을 용해/주조하였다. 그 다음 실시예 5와 같은 방법으로 최종 필러 합금 판재를 제조하였다. The alloy was melted/cast using a vacuum induction furnace with a composition of 1 wt% Ti, 0.5 wt% Zr, 4 wt% Zn, 2 wt% Si, 75 wt% Ag, and the remaining amount of Cu. Then, a final filler alloy plate was prepared in the same manner as in Example 5.
실시예 5와 같은 방법으로 알루미나 봉과 1 cm x 1 cm x 5 cm 크기로 가공된 Invar를 준비하고 알루미나 봉과 인바(Invar) 합금봉을 접촉하도록 거치한 다음 그 사이에 앞에서 준비한 10 cm x 10 cm x 0.1 mm 크기의 필러 합금 판재를 삽입하였다. 이 상태로 진공열처리에 장입한 다음 진공도, 5 x 10-5 torr, 850℃에서 5분간 용착 처리하였다. In the same manner as in Example 5, an alumina rod and Invar processed to a size of 1 cm x 1 cm x 5 cm were prepared, and the alumina rod and Invar alloy rod were placed in contact with each other, and in between, the previously prepared 10 cm x 10 cm x A filler alloy plate having a size of 0.1 mm was inserted. In this state, it was charged in vacuum heat treatment and then welding was performed at a vacuum degree of 5 x 10 -5 torr, 850 °C for 5 minutes.
용착 처리한 시편은 4점 파단강도 측정법으로 파단강도를 측정하였고 그 결과를 표 2에 보였다.For the weld-treated specimens, the breaking strength was measured using a four-point breaking strength measurement method, and the results are shown in Table 2.
실시예 8. Example 8.
Ti가 3wt%, Zr이 1wt%, Zn가 2wt%, Si가 1wt%, Ag가 70wt%, Cu가 잔량인 조성으로 진공 유도로를 사용하여 합금을 용해/주조하였다. 그 다음 실시예 5와 같은 방법으로 최종 필러 합금 판재를 제조하였다. The alloy was melted/cast using a vacuum induction furnace with a composition in which Ti was 3wt%, Zr was 1wt%, Zn was 2wt%, Si was 1wt%, Ag was 70wt%, and Cu was the remaining amount. Then, a final filler alloy plate was prepared in the same manner as in Example 5.
실시예 5와 같은 방법으로 알루미나 봉과 1 cm x 1 cm x 5 cm 크기로 가공된 Invar를 준비하고 알루미나 봉과 인바(Invar) 합금봉을 접촉하도록 거치한 다음 그 사이에 앞에서 준비한 10 cm x 10 cm x 0.1 mm 크기의 필러 합금 판재를 삽입하였다. 이 상태로 진공열처리에 장입한 다음 진공도, 5 x 10-5 torr, 850℃에서 5분간 용착 처리하였다. In the same manner as in Example 5, an alumina rod and Invar processed to a size of 1 cm x 1 cm x 5 cm were prepared, and the alumina rod and Invar alloy rod were placed in contact with each other, and in between, the previously prepared 10 cm x 10 cm x A filler alloy plate having a size of 0.1 mm was inserted. In this state, it was charged in vacuum heat treatment and then welding was performed at a vacuum degree of 5 x 10 -5 torr, 850 °C for 5 minutes.
용착 처리한 시편은 4점 파단강도 측정법으로 파단강도를 측정하였고 그 결과를 표 2에 보였다.For the weld-treated specimens, the breaking strength was measured using a four-point breaking strength measurement method, and the results are shown in Table 2.
비교예 2. Comparative Example 2.
Ag 47wt%, Sn이 5wt%, In 7wt%, Ti 3wt%, 잔량 구리의 조성으로 진공 유도로를 사용하여 합금을 용해/주조하였다. 그 다음 실시예 5와 같은 방법으로 최종 필러 합금 판재를 제조하였다. The alloy was melted/cast using a vacuum induction furnace with the composition of Ag 47wt%, Sn 5wt%, In 7wt%, Ti 3wt%, and the remainder copper. Then, a final filler alloy plate was prepared in the same manner as in Example 5.
실시예 5와 같은 방법으로 1 cm x 1 cm x 5 cm 크기의 알루미나 봉과 1 cm x 1 cm x 5 cm 크기로 가공된 인바(Invar) 합금봉을 준비하고 알루미나 봉과 인바(Invar)를 접촉하도록 거치한 다음 그 사이에 앞에서 준비한 10 cm x 10 cm x 0.1 mm 크기의 필러 합금 판재를 삽입하였다. 이 상태로 진공열처리에 장입한 다음 진공도, 5 x10-5 torr, 850℃에서 5분간 용착 처리하였다. In the same manner as in Example 5, an alumina rod having a size of 1 cm x 1 cm x 5 cm and an Invar alloy rod processed to a size of 1 cm x 1 cm x 5 cm were prepared and placed in contact with the alumina rod and Invar. Then, the filler alloy plate with the size of 10 cm x 10 cm x 0.1 mm prepared above was inserted between them. In this state, it was charged in vacuum heat treatment, and then welding was performed at a vacuum degree of 5 x 10-5 torr, 850 °C for 5 minutes.
용착 처리한 시편은 4점 파단강도 측정법으로 파단강도를 측정하였고 그 결과를 표 2에 보였다.For the weld-treated specimens, the breaking strength was measured using a four-point breaking strength measurement method, and the results are shown in Table 2.
또한, 용착 처리한 시편의 단면을 주사전자 현미경을 사용하여 관찰하였다.In addition, the cross section of the weld-treated specimen was observed using a scanning electron microscope.
도 5는 실험예 1의 실시예 1의 세라믹-금속(무산소 구리봉) 이종접합부의 SEM 사진이고, 도 6은 비교예 1의 시편의 세라믹-금속 이종접합부의 SEM 사진이다.5 is an SEM photograph of the ceramic-metal (oxygen-free copper rod) heterojunction of Example 1 of Experimental Example 1, and FIG. 6 is an SEM photograph of the ceramic-metal heterojunction of the specimen of Comparative Example 1.
이상의 실시예와 비교예의 미세조직을 대비하면, 실시예 2의 경우 도 2와 같이, 필러금속이 세라믹인 알루미나 봉(81)에 코팅된 MoMn박막과 무산소 구리봉(71) 사이에 채워져 AgCuNiSnP계 용가재 펠렛(45)을 형성하였고, 필러금속과 접촉한 세라믹 알루미나 봉(71) 표면에 평균 7.9 μm 두께의 반응층(MoMn 막(MoMn 메탈라이징층))인 세라믹 금속화 층(41)이 형성되었고, 반응층의 상부에 Ni 층(43)이 형성되었다. 그러나 AgCu계 용가재가 적용된 비교예 1의 경우에는 AgCu계 용가재가 펠렛(61)이 불완전하게 채워져 있는 것을 알 수 있다. 이에 의해 Ni, Sn 및 P가 첨가된 실시예가 이들이 첨가되지 않은 비교예에 비하여 파괴강도도 높아지는 것을 확인하였다.Comparing the microstructure of the above embodiment and the comparative example, in the case of Example 2, as shown in FIG. 2, the filler metal is filled between the MoMn thin film coated on the
또한, 본원 발명에 따라 제조된 아크 챔버(1)에 대하여 진공챔버 내 진공도는 ×10-2 torr 이하이고, 누설 시험은 He 가스 적용, He 가스의 증가율 10-8 atm cc/min 이하를 확보하여 He 가스 누설 시험을 수행하였으며, He 가스 누설 시험 결과 누설은 없었으며, 누설 성능, 접합강도, 용가재의 젖음성 모두 종래의 Ni 도금을 수행하여 제작된 아크 챔버와 동일한 수준을 보였다.In addition, with respect to the arc chamber (1) manufactured according to the present invention, the degree of vacuum in the vacuum chamber is ×10 -2 torr or less, and the leakage test is performed by applying He gas and securing 10-8 atm cc/min or less of the increase rate of He gas. A He gas leak test was performed, and there was no leakage as a result of the He gas leak test, and the leak performance, bonding strength, and wettability of filler metal all showed the same level as the arc chamber manufactured by performing conventional Ni plating.
본 발명의 실시예의 설명에서, 세라믹의 일 예로서 알루미나 세라믹을 예로 들어 설명하였으나, 본 발명이 적용되는 세라믹은 다른 종류의 세라믹 예를 들면 실리카, 마그네시아, 지르코니아 및 이들의 합금일 수도 있다.In the description of the embodiment of the present invention, an alumina ceramic has been described as an example of the ceramic, but the ceramic to which the present invention is applied may be other types of ceramic, for example, silica, magnesia, zirconia, and alloys thereof.
상기에서 설명한 본 발명의 기술적 사상은 바람직한 실시예에서 구체적으로 기술되었으나, 상기 실시 예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술적 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.Although the technical spirit of the present invention described above has been specifically described in the preferred embodiment, it should be noted that the embodiment is for the description and not the limitation. In addition, those of ordinary skill in the technical field of the present invention will understand that various embodiments are possible within the scope of the technical spirit of the present invention. Therefore, the true technical protection scope of the present invention should be determined by the technical spirit of the appended claims.
1: 아크 챔버
10: 씰링컵
11: 씰링컵 접합부
20: 세라믹 챔버
21: 제1 접합부
23: 제2 접합부
27: 고정접점 단자 삽입홀
29: 씰링 컵 결합홀
30: 고정접점 단자
31: 고정접점 단자 접합부
40: 브레이징접합부
41: 세라믹 금속화 층(MoMn 층)
43: Ni 층(젖음성 금속 층)
45: 브레이징 용가재 펠렛 층(AgCuZrZnSi계 또는 AgCuNiSnP계 용가재 펠렛 층)
60: AgCu 브레이징접합부
61: AgCu 용가재 펠렛
63: Ni 층
65: MoMn 막(MoMn 메탈라이징층)
71: 무산소 동
81: 알루미나 봉1: arc chamber
10: sealing cup
11: Sealing cup joint
20: ceramic chamber
21: first junction
23: second junction
27: fixed contact terminal insertion hole
29: sealing cup coupling hole
30: fixed contact terminal
31: fixed contact terminal junction
40: brazing joint
41: ceramic metallization layer (MoMn layer)
43: Ni layer (wetting metal layer)
45: brazing filler metal pellet layer (AgCuZrZnSi-based or AgCuNiSnP-based filler metal pellet layer)
60: AgCu brazing joint
61: AgCu filler metal pellets
63: Ni layer
65: MoMn film (MoMn metallizing layer)
71: anaerobic copper
81: alumina rod
Claims (12)
상기 금속 부품의 접합부가 형성되고, 상기 접합부에 순차적으로 세라믹화 금속 층과 젖음성 금속 층이 형성된 세라믹 챔버를 포함하고,
상기 금속 부품들을 상기 세라믹 챔버의 접합부와의 사이에 브레이징 필러 금속 혼합물을 삽입하여 상기 세라믹 챔버에 결합시킨 후, 브레이징 열처리를 수행하여 형성되는 브레이징 접합부에 의해 상기 세라믹 챔버의 접합부들과 상기 금속 부품들이 세라믹 금속 이종 접합되는 것을 특징으로 하는 세라믹 금속 이종 접합 아크 챔버.one or more metal parts; and
a ceramic chamber in which a junction of the metal parts is formed, and a ceramized metal layer and a wettable metal layer are sequentially formed in the junction;
After the metal parts are bonded to the ceramic chamber by inserting a brazing filler metal mixture between the junction parts of the ceramic chamber, the junction parts of the ceramic chamber and the metal parts are connected by a brazing joint formed by performing a brazing heat treatment. Ceramic metal heterojunction arc chamber, characterized in that the ceramic metal heterojunction.
세라믹 금속화 금속인 MoMn 페이스트를 도포한 후 열처리를 수행하여 형성된 MoMn 층인 것을 특징으로 하는 세라믹 금속 이종 접합 아크 챔버.According to claim 1, wherein the ceramic metallization layer,
A ceramic metal heterojunction arc chamber, characterized in that it is a MoMn layer formed by applying a MoMn paste, which is a ceramic metallization metal, and then performing heat treatment.
상기 세라믹 금속화 층의 상부에 젖음성 금속 페이스트로서 Ni 페이스트를 도포한 후 열처리하여 형성되는 것을 특징으로 하는 세라믹 금속 이종 접합 아크 챔버.The method of claim 1, wherein the wettable metal layer comprises:
A ceramic metal heterojunction arc chamber, characterized in that it is formed by heat-treating after coating a Ni paste as a wettability metal paste on the ceramic metallization layer.
상기 세라믹 금속화 층;
상기 젖음성 금속 층; 및
상기 브레이징 필러 금속 혼합물의 브레이징 열처리에 의해 상기 젖음성 금속 층과 상기 금속 부품들의 사이에 형성된 브레이징 용가재 펠렛 층을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 세라믹 금속 이종 접합 아크 챔버.According to claim 1, wherein the brazing joint,
the ceramic metallization layer;
the wettability metal layer; and
and a brazing filler metal pellet layer formed between the wettability metal layer and the metal parts by brazing heat treatment of the brazing filler metal mixture.
전체 중량에 대하여 Ag는 68 내지 75wt%, Cu는 22 내지 30wt%, 잔부는 Ni-Sn-P 혼합물 및 불가피 불순물을 포함하고,
상기 Ni-Sn-P 혼합물에서, 상기 Ni는 전체 중량에 대하여 0.05 ~ 3wt%, 상기 Sn은 전체 중량에 대하여 2 내지 5wt%, 상기 P는 전체 중량에 대하여 0.005 내지 0.3wt%인 것을 특징으로 하는 세라믹 금속 이종 접합 아크 챔버.According to claim 1, wherein the brazing filler metal mixture,
Ag is 68 to 75 wt%, Cu is 22 to 30 wt% based on the total weight, and the balance contains a Ni-Sn-P mixture and inevitable impurities,
In the Ni-Sn-P mixture, the Ni is 0.05 to 3wt% based on the total weight, the Sn is 2 to 5wt% based on the total weight, and the P is 0.005 to 0.3wt% based on the total weight, characterized in that Ceramic metal heterojunction arc chamber.
전체 중량에 대하여 Ag는 68 내지 75wt%, Cu는 22 내지 30wt%, Ti는 1 내지 4wt% 및 잔부는 Zn-Zr-Si 혼합물 및 불가피 불순물을 포함하고,
상기 Zn-Zr-Si 혼합물에서, 상기 Zr은 전체 중량에 대하여 0.5 ~ 2wt%, 상기 Zn은 전체 중량에 대하여 1 내지 4wt%, 상기 Si는 전체 중량에 대하여 0.5 내지 2wt%인 것을 특징으로 하는 세라믹 금속 이종 접합 아크 챔버.According to claim 1, wherein the brazing filler metal mixture,
Based on the total weight, Ag is 68 to 75 wt%, Cu is 22 to 30 wt%, Ti is 1 to 4 wt%, and the balance contains a Zn-Zr-Si mixture and unavoidable impurities,
In the Zn-Zr-Si mixture, the Zr is 0.5 to 2wt% based on the total weight, the Zn is 1 to 4wt% based on the total weight, and the Si is 0.5 to 2wt% based on the total weight Ceramic, characterized in that Metal Heterojunction Arc Chamber.
상기 세라믹 챔버의 접합부 표면에 세라믹 금속화 금속 페이스트를 도포한 후 열처리하여 세라믹 금속화 층을 형성하는 세라믹 금속화 층 형성 단계;
상기 세라믹 금속화 층의 상부에 젖음성 금속 페이스트를 도포한 후 열처리하여 젖음성 금속 층을 형성하는 젖음성 금속 층을 형성 단계; 및
상기 젖음성 금속 층이 형성된 상기 세라믹 챔버 접합부에 브레이징 필러 금속 혼합물을 삽입하여 상기 금속 부품들을 결합시키는 금속 부품 조립 단계; 및
브레이징 열처리를 수행하여 형성되는 브레이징 접합부에 의해 상기 세라믹 챔버의 접합부들과 상기 금속 부품들이 세라믹 금속 이종 접합되는 브레이징 열처리 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 세라믹 금속 이종 접합 아크 챔버 제작 방법.A method of manufacturing a ceramic metal heterojunction arc chamber comprising a ceramic chamber in which one or more metal parts and joints to which the metal parts are joined are formed, and a ceramized metal layer and a wettability metal layer are sequentially formed in the joint,
a ceramic metallization layer forming step of forming a ceramic metallization layer by applying a ceramic metallization metal paste to the surface of the junction part of the ceramic chamber and then performing heat treatment;
forming a wettability metal layer by applying a wettability metal paste on an upper portion of the ceramic metallization layer and performing heat treatment to form a wettability metal layer; and
a metal part assembly step of inserting a brazing filler metal mixture into the ceramic chamber joint in which the wettability metal layer is formed to bond the metal parts; and
The ceramic metal heterojunction arc chamber manufacturing method, characterized in that it comprises a brazing heat treatment step in which the junctions of the ceramic chamber and the metal parts are heterojunctioned to a ceramic metal by a brazing junction formed by performing a brazing heat treatment.
세라믹 금속화 금속인 MoMn 페이스트를 도포한 후 열처리를 수행하여 형성된 MoMn 층인 세라믹화 금속 층을 형성하는 것을 특징으로 하는 세라믹 금속 이종 접합 아크 챔버 제작 방법.The method of claim 7, wherein the forming of the ceramic metallization layer comprises:
A method of manufacturing a ceramic metal heterojunction arc chamber, characterized in that a ceramized metal layer, which is a MoMn layer formed by applying a MoMn paste, which is a ceramic metallized metal, is applied and then heat treatment is performed.
상기 세라믹 금속화 층의 상부에 젖음성 금속 페이스트로서 Ni 페이스트를 도포한 후 열처리하여 상기 젖음성 금속 층을 형성하는 것을 특징으로 하는 세라믹 금속 이종 접합 아크 챔버 제작 방법.The method of claim 7, wherein the step of forming the wettability metal layer comprises:
A method of fabricating a ceramic metal heterojunction arc chamber, characterized in that the wettability metal layer is formed by applying a Ni paste as a wettability metal paste on the ceramic metallization layer and then heat-treating it.
상기 세라믹 금속화 층;
상기 젖음성 금속 층; 및
상기 브레이징 필러 금속 혼합물의 브레이징 열처리에 의해 상기 젖음성 금속 층과 상기 고정접점 단자의 사이에 형성된 브레이징 용가재 펠렛 층을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 세라믹 금속 이종 접합 아크 챔버 제작 방법.According to claim 7, The brazing joint formed in the brazing heat treatment step,
the ceramic metallization layer;
the wettability metal layer; and
Ceramic metal heterojunction arc chamber manufacturing method, characterized in that it comprises a brazing filler metal pellet layer formed between the wettability metal layer and the fixed contact terminal by the brazing heat treatment of the brazing filler metal mixture.
상기 브레이징 열처리 단계의 상기 브레이징 필러 금속 혼합물은, 전체 중량에 대하여 Ag는 68 내지 75wt%, Cu는 22 내지 30wt%, 잔부는 Ni-Sn-P 혼합물 및 불가피 불순물을 포함하고,
상기 Ni-Sn-P 혼합물에서, 상기 Ni는 전체 중량에 대하여 0.05 ~ 3wt%, 상기 Sn은 전체 중량에 대하여 2 내지 5wt%, 상기 P는 전체 중량에 대하여 0.005 내지 0.3wt%인 것을 특징으로 하는 세라믹 금속 이종 접합 아크 챔버 제작 방법.8. The method of claim 7,
The brazing filler metal mixture of the brazing heat treatment step contains 68 to 75 wt% of Ag, 22 to 30 wt% of Cu, and the remainder of the total weight, the Ni-Sn-P mixture and unavoidable impurities,
In the Ni-Sn-P mixture, the Ni is 0.05 to 3wt% based on the total weight, the Sn is 2 to 5wt% based on the total weight, and the P is 0.005 to 0.3wt% based on the total weight, characterized in that A method of fabricating a ceramic metal heterojunction arc chamber.
상기 브레이징 열처리 단계의 상기 브레이징 필러 금속 혼합물은, 전체 중량에 대하여 Ag는 68 내지 75wt%, Cu는 22 내지 30wt%, Ti는 1 내지 4wt% 및 잔부는 Zn-Zr-Si 혼합물 및 불가피 불순물을 포함하고,
상기 Zn-Zr-Si 혼합물에서, 상기 Zr은 전체 중량에 대하여 0.5 ~ 2wt%, 상기 Zn은 전체 중량에 대하여 1 내지 4wt%, 상기 Si는 전체 중량에 대하여 0.5 내지 2wt%인 것을 특징으로 하는 세라믹 금속 이종 접합 아크 챔버 제작 방법.8. The method of claim 7,
The brazing filler metal mixture of the brazing heat treatment step contains 68 to 75 wt% of Ag, 22 to 30 wt% of Cu, 1 to 4 wt% of Ti, and the balance of the Zn-Zr-Si mixture and unavoidable impurities, based on the total weight of the brazing filler metal mixture. and,
In the Zn-Zr-Si mixture, the Zr is 0.5 to 2wt% based on the total weight, the Zn is 1 to 4wt% based on the total weight, and the Si is 0.5 to 2wt% based on the total weight Ceramic, characterized in that A method of fabricating a metal heterojunction arc chamber.
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