RU2012467C1 - Solder for soldering construction ceramics - Google Patents
Solder for soldering construction ceramics Download PDFInfo
- Publication number
- RU2012467C1 RU2012467C1 SU4952461A RU2012467C1 RU 2012467 C1 RU2012467 C1 RU 2012467C1 SU 4952461 A SU4952461 A SU 4952461A RU 2012467 C1 RU2012467 C1 RU 2012467C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- solder
- soldering
- ceramics
- cerium
- silicon
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Ceramic Products (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к пайке, в частности к составу припоя для соединения конструкционной керамики на основе окиси алюминия, карбида и нитрида кремния. The invention relates to soldering, in particular to the composition of solder for joining structural ceramics based on aluminum oxide, carbide and silicon nitride.
Известны припои для пайки керамики на металлической основе - меди, медь-титана, серебра и т. д. - [1] . Known solders for brazing ceramics on a metal base - copper, copper-titanium, silver, etc. - [1].
Недостатком известных припоев является то, что соединения, паяные этими припоями, работоспособны до температуры 700оС.A disadvantage of the known solders is that the compounds brazed these solders are functional to a temperature of 700 ° C.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является припой на основе кремния для пайки конструкционной керамики, в состав которого входит один или несколько металлов (Fe, Au, Ni, Pd, Pt, Cr, Ti) - [2] . The closest in technical essence to the present invention is a silicon-based solder for brazing structural ceramics, which includes one or more metals (Fe, Au, Ni, Pd, Pt, Cr, Ti) - [2].
В качестве прототипа выбран припой следующего состава, мас. % :
75,5% Si + 19,5% Ti + 5% Ni.As a prototype of the selected solder of the following composition, wt. %:
75.5% Si + 19.5% Ti + 5% Ni.
Прочность соединения керамики, паяного этим припоем, составляет 8 - 12 кг/мм2.The bond strength of ceramics brazed with this solder is 8 - 12 kg / mm 2 .
Недостатком этого припоя является относительно низкая жаропрочность паяных соединений при температуре свыше 700оС, не превышающая 30% прочности паяемой керамики.A disadvantage of this solder is relatively low heat resistance of solder joints at a temperature above 700 ° C not exceeding 30% of the strength soldered ceramic.
Целью изобретения является повышение жаропрочности паяных соединений. The aim of the invention is to increase the heat resistance of soldered joints.
Поставленная цель достигается тем, что в известный припой, содержащий кремний и титан, в качестве упрочняющей добавки введен церий при следующем соотношении компонентов, мас. % : титан 18-22 церий 3-7 кремний остальное
Церий обладает высокой активностью по отношению к кислороду, углероду, азоту, образуя с ними тугоплавкие соединения.This goal is achieved by the fact that in the known solder containing silicon and titanium, cerium is introduced as a hardening additive in the following ratio of components, wt. %: titanium 18-22 cerium 3-7 silicon the rest
Cerium has a high activity with respect to oxygen, carbon, nitrogen, forming refractory compounds with them.
Введенный в припой церий активно взаимодействует с паяемой керамикой, образуя тугоплавкие интерметаллиды, которые, распределяясь в паяном шве, обеспечивают повышение жаропрочности. The cerium introduced into the solder actively interacts with the brazed ceramics, forming refractory intermetallic compounds, which, being distributed in the soldered seam, provide an increase in heat resistance.
Прочность соединения, паяного предлагаемым припоем системы Si-Ti-Ce, составляет 18-22 кг/мм при температуре 1100оС.The strength of the joint brazed by the proposed solder system Si-Ti-Ce, is 18-22 kg / mm at a temperature of 1100 about C.
При содержании церия менее 3% не проявляется в полной мере эффект повышения жаропрочности паяных соединений, а содержание церия более 7% приводит к образованию большого количества интерметаллидов, что способствует к охрупчиванию соединения. When the cerium content is less than 3%, the effect of increasing the heat resistance of soldered joints is not fully manifested, and the cerium content of more than 7% leads to the formation of a large amount of intermetallic compounds, which contributes to the embrittlement of the compound.
Таким образом, данный состав припоя придает паяному соединению новые свойства, что позволяет сделать вывод о соответствии предлагаемого решению критерию "существенные отличия". Thus, this composition of the solder gives the solder joint new properties, which allows us to conclude that the proposed solution meets the criterion of "significant differences".
Получаемый припой можно использовать в виде порошка (измельчением слитка) или путем нанесения его на керамику методом термовакуумного испарения. The resulting solder can be used in the form of a powder (by grinding an ingot) or by applying it to ceramics by thermal vacuum evaporation.
Пайку керамики предлагаемым припоем производят в вакуумных печах по степенью разрежения порядка 10-5 мм рт. ст.Soldering ceramics with the proposed solder is carried out in vacuum furnaces according to the degree of rarefaction of about 10 -5 mm RT. Art.
С целью проверки жаропрочности паяных соединений были изготовлены припои системы Si-Ti с минимальным, максимальным и оптимальным содержанием легирующей добавки (церия). In order to check the heat resistance of soldered joints, Si-Ti system solders were manufactured with a minimum, maximum and optimal content of an alloying additive (cerium).
В качестве паяемого материала использовали керамику на основе карбида кремния марки ОТМ 912. Оценку качества пайки производили на стыковых образцах размером 6 х 6 х 25 мм. Ceramic based on silicon carbide of the OTM 912 grade was used as the soldered material. The quality of the soldering was evaluated on butt samples measuring 6 x 6 x 25 mm.
Заданный состав припоя наносили на поверхность керамики методом магнетронного испарения. Толщина нанесенного слоя составляла 15 - 20 мкм. The specified composition of the solder was applied to the ceramic surface by magnetron evaporation. The thickness of the deposited layer was 15 - 20 μm.
Пайку производили в вакуумных печах при температуре 1360-1400оС, остаточное давление 1-5 ˙10-5 мм рт. ст.Soldering was carried out in vacuum furnaces at a temperature of 1360-1400 о С, residual pressure 1-5 ˙10 -5 mm RT. Art.
Испытания спаянных стыковых образцов осуществляли путем 3-х точечного изгиба в вакууме при температуре 1100оС.Tests of welded butt samples were carried out by 3-point bending in vacuum at a temperature of 1100 about C.
Химический состав припоев и результаты механических испытаний паяных соединений в сравнении с известным припоем представлены в таблице. The chemical composition of solders and the results of mechanical tests of soldered joints in comparison with the known solder are presented in the table.
Применение предлагаемого состава припоя для пайки конструкционной керамики обеспечивает повышение жаропрочности паяного соединения, что позволяет снизить вес паяемых узлов на 30-40% и значительно улучшить эксплуатационные характеристики. The use of the proposed composition of the solder for brazing structural ceramics provides increased heat resistance of the brazed joint, which reduces the weight of the brazed units by 30-40% and significantly improves performance.
Claims (1)
Титан 18 - 22
Церий 3 - 7
Кремний ОстальноеSOLDER FOR STRUCTURAL CERAMICS Soldering, containing silicon and titanium, characterized in that, in order to increase the heat resistance of the brazed joint, it additionally contains cerium in the following ratio of components, wt. %:
Titanium 18 - 22
Cerium 3 - 7
Silicon Else
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU4952461 RU2012467C1 (en) | 1991-06-28 | 1991-06-28 | Solder for soldering construction ceramics |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU4952461 RU2012467C1 (en) | 1991-06-28 | 1991-06-28 | Solder for soldering construction ceramics |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2012467C1 true RU2012467C1 (en) | 1994-05-15 |
Family
ID=21582970
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU4952461 RU2012467C1 (en) | 1991-06-28 | 1991-06-28 | Solder for soldering construction ceramics |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2012467C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7318547B2 (en) | 2000-03-14 | 2008-01-15 | Commissariat A L'energie Atomique | Method for assembling parts made of materials based on SiC by non-reactive refractory brazing, brazing composition, and joint and assembly obtained by said method |
| US11884597B2 (en) | 2022-06-28 | 2024-01-30 | General Electric Company | Methods for joining ceramic components to form unitary ceramic components |
-
1991
- 1991-06-28 RU SU4952461 patent/RU2012467C1/en active
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7318547B2 (en) | 2000-03-14 | 2008-01-15 | Commissariat A L'energie Atomique | Method for assembling parts made of materials based on SiC by non-reactive refractory brazing, brazing composition, and joint and assembly obtained by said method |
| US11884597B2 (en) | 2022-06-28 | 2024-01-30 | General Electric Company | Methods for joining ceramic components to form unitary ceramic components |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4630767A (en) | Method of brazing using a ductile low temperature brazing alloy | |
| US4447391A (en) | Brazing alloy containing reactive metals, precious metals, boron and nickel | |
| US4448605A (en) | Ductile brazing alloys containing reactive metals | |
| USRE34819E (en) | Gold-nickel-titanium brazing alloy | |
| Lin et al. | A wettability study of Cu/Sn/Ti active braze alloys on alumina | |
| EP0116437A1 (en) | Brazing alloy | |
| RU2012467C1 (en) | Solder for soldering construction ceramics | |
| US4623513A (en) | Ductile low temperature brazing alloy | |
| EP0135603B1 (en) | Ductile low temperature brazing alloy | |
| RU2012465C1 (en) | Solder for soldering construction ceramics | |
| RU2012466C1 (en) | Solder for soldering construction ceramics | |
| JPS62212095A (en) | Brazing filler metal | |
| JP3398203B2 (en) | Aluminum alloy and copper brazing filler metal and composites joined by this brazing filler metal | |
| US4719081A (en) | Palladium alloy for joining ceramics and method of use | |
| JP2777707B2 (en) | Joint | |
| JPH0985491A (en) | Flux cored wire for ferritic stainless steel | |
| US5385791A (en) | Gold-nickel-vanadium-molybdenum brazing materials | |
| US4897243A (en) | Ductile brazing alloy of copper-nickel-silicon-titanium | |
| WO1994003305A1 (en) | Gold-nickel-vanadium brazing materials | |
| DK171692B1 (en) | Copper alloy solder and its use | |
| JP3095187B2 (en) | Brazing filler metal for metal / ceramics | |
| JPS62270483A (en) | Ceramic metallizing composition, metallization and metallized product | |
| JP2755455B2 (en) | Brazing powder for ceramic bonding | |
| US4490437A (en) | Ductile nickel based brazing alloy foil | |
| US5301861A (en) | Gold-nickel-vanadium brazing materials |