SU996395A1 - Вакуумноплотный металлокерамический узел - Google Patents

Description

Изобретение ОТНОСИТСЯ к электронной технике и может быть использовано в качестве изол тора, вывода энергии в электровакуумных приборах

Известны вакуумноплотные металлокерамичёские узтш, которые изготавливаютс  на основе спаев металла с ке .рамикол. Спаи конструктивно подраздел ютс  на: охватывакише, торцовые-; и конусные. В охватывгцсш1их спа х чаще .всего,металлический цилиндр  вл етс  охватывающей деталью, а керамическа  деталь 2 - охватываемой. Вследствие разницы коэффициентов термического расширени  (КТР)спаиваемых металла и керамики в спае после пайки возникают напр асень , от величины которых зависит вакуумна  плот. ность и надежностьУзла. Чем ниже эти напр жени , тем вьше надежность узла и процент выхода годных узлов по вакуумной плотности 1.

Наиболее близким к изобретению  вл етс  вакуумнЬплотный металлокерамический узе)1 на основе охватывающего спа . Снижение напр жений достигаетс  за счет использовани  дп  спаивани  с керамикой металлов, имеющих .коэффициенты термического расЕйИрени , наиболее близкие к КТР

керамики, или обладающих высокой пластичностью. Креме того, снижение напр жений достигаетс  за счет максимально возможного утоньшени  метал .лического цилиндра в месте спа  с керамикой Г2 ..

Но эти меры не позвол ют всегда эффективно снизить напр жени  в спае

10 и получить достаточно нгщежный.и термостойкий спай. А так какКТР металлического цилиндра больше, чём КТР керамической детали, те при пайке сборочный зазор между ними увеличиваетс  на величину, пропорциональ ную разнице КТР спаиваемых материалов, ектературе пайки и диаметруспаиваемых поверхностей

Д а ЛЫДТ И)

20

Claims (2)

1. где Л - величина, на которую уве дичиваетс  зазор между спаиваемыми  етатат д - диаметр спаиваемых поверхностей; дЫ.- разность коэффициентов термического расширени  спаиваемых металла и керамики при температуре пайки; Т - разность между температ рой пайки и комнат.ной температурой. Если диаметр спаиваемых поверхностей увеличиваетс , то наступает мо мент, когда зазор между спаиваемым поверхност ми превышает величину капилл рного зазора и вакуумноплот . нал пайка становитс  невозможной. Дл  уменьшени  величины термическо го зазора на металлический цилиндр надеваетс  бандаж из материалов с КТР меньшим, чем КТР металлическог цилиндра. Но зти бандажи деформиру металлический цилиндр, что может н рушить его цилиндрическую форму и снизить надежность узла и процент выхода годных по вакуумной плотнос Целью изобретени   вл етс  повы шение термостойкости и надежности узла. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в вакуумноплотном металло керамическом узле, содержащем кера мическую цилиндрическую и охватыва щую ее металлическую детали, в последней выполнены прорези, параллел ные оси, заполненные металлом с пластичностью, большей чем у материала цилиндра. Если материал металлического ци линдра ковар, то эти разрезы могут быть заполнены медью. В этом случа напр жени  в спае снижаютс  за сче более высокой пластичности меди по сравнению с пластичностью ковара Заполнение этих разрезов медью производитс  путем затекани  в них расплавленной меди. Дл  полного заполнени  разреза медью необходимо чтобы величина его равн лась величи не капилл рного зазора и не превыша ла 0,02 мм. Увеличение количества разрезов позвол ет больше снизить напр жени , но лишь до определенного предела и, кроме того, усложн  ет технологию изготовлени  узла. Поэтому количество разрезов в каждом конкретном случае выбираетс , исход  из перечисленных условий. С целью получени  оптимальных капилл рных зазоров между спаиваемы ми поверхност ми один из разрезов на металлическом цилиндре изготавливаетс  сквозным, разрезанный цилиндр помещаетс  в формирующую оп,равку и в таком виде производитс  его спаивание с керамической деталь и одновременно запаиваетс  разрез. При разрезке цилиндра учитываетс , .что длина спаиваемых металлической и керамической поверхностей должны, быть равны при пайке, т.е. при сбор ке длина металлической поверхности должна быть меньше длины керамичес .кой поверхности на величину, опреде л емую формулой (1 ). В этом случае d - длина спаиваемьзх поверхностей. Формирующа  оправка позвол ет сохранить цилиндрическую форму разрезанного цилиндра и капилл рный зазор между спаиваемыми поверхност ми при пайке.., . Так как один из разрезов делаетс  сквозным, то наиболее рационально делать цилиндрическую металлическую поверхность из листа, что снижает трудоемкость при ее изготовлении по сравнению с деталью, изготовленной .на токарном станке и повышает надеж ность по вакуумной плотности. На чертеже показан металлический цилиндр 1 с разрезами, заполненными I пластичным металлом 3 , причем один из разрезов выполнен сквозным.. Метал:лический цилиндр 1 охватывает керамическую деталь 2. Металлический ци;линдр 1 надеваетс  на внутренний ци линдр 5 формирун цей оправки, снаружи на металлический цилиндр 1 надеваетс  наружный цилиндр 4 формирун цей оправки. Так как КТР материала внутреннего цилиндра 5. больше, чем КТР материала наружного цилиндра 4, то металлический цилиндр 1 при пайке - оказываетс  зажатым между внутренним 5 и наружным 4 цилиндрами, что позвол ет сохранить форму цилиндра 1 и расположить его относительно керамической детали 2 на рассто нии, не превышающем величину капилл рного зазора. В случае спаивани  припоем ПСр-72 керамической детали 2 из ма териала ВК-94 с металлическим цилиндром из ковара сквозной разрез 3anojriн етс  также припоем ПСр-72, а остальные разрезы заполн ютс  медью. Наружный цилиндр 4 оправки изгртрвл етс с  из молибдена, а внутренний цилиндр 5 из стали Х18Н10Т. Чтобы не произошло спаивание наружного цилиндра 4 с металлическим цилиндром 1, в нем делаетс  вырез, напротив которого при пайке.располагаетс  сквозной разрез металлического цилиндра 1.. Термостойкость и процент выхода годных узлов предлагаемого узла выше, чем у узлов обычной конструкции , за счет снижени  напр жений в спае. Узлы обычной конструкции с молибденовой охватывающей деталью не используютс , так как напр жени  в спае молибдена с керамикой уже при диаметре спа  более, чем 10 мм превышают допустимые и спай разрушаетс . Полученные узлы 0 20 мм (керамика-молибден ) выдерживают 30 термоударов в интервале 20-700 С без нарушени  вакуумной плотности. Такие же узлы с коваровой охватывающей деталью также выдерживают 30 термоударов . Используемые в приборах, изготавливаемых предпри тием, аналогичные узлы обычной конструкции с коваровой охватываквдей деталью выдерживают lO-i-20 термоударов. Формула изобретени  Вакуумноплотный металлокерамиче кий узел, содержащий кера 1ическую цилиндрическую и охватывающую ее металлическую детали, отлича ющийс  тем, что, с целью повышени  термостойкости и надежност узла, в последней выполнены прорези , параллельные оси, заполненные металлом с пластичностью большей. 956 чем у материала металлического цилиндра . Источники информации прин тые во внимание при экспертизе 1,Патент США 2134714, . кл. 117-1, опублик. 1964.
2. 2.Батыгин В.Н. и др. Вакуумноплотна  керамика и ее спаи с меташлом . М., Энерги , 1973, с. 238, 323.