作者： tyw 于 2007/3/29 16:19:00 發(fā)布：
參考一下
你先要弄清楚4J29的特性,再搞清所用玻璃的特性,配對了再檢查自已的操作工藝,這樣才有可能解決問題.下面幾份資料可參考一下.
玻璃封接的程控器連接器
霍武德
（桂林航天電器公司，廣西桂林541002）
1玻璃與金屬封接連接器的特點
與塑料密封連接器相比，玻璃與金屬封接而成的連接器具有下列特點：
1）較好的機械強度
由于玻璃與金屬封接時，是通過玻璃液與金屬氧化層互相浸潤，形成混合化學鍵，這種化學鍵結合力遠大于塑料粘附金屬的結合力。所以用玻璃與金屬封裝的連接器具有足夠的抗拉和抗扭強度。
2）耐高溫性
玻璃是一種無機非金屬材料，它有較高的軟化點溫度，而且它在較高溫度環(huán)境中使用時不會釋放任何有害成份。而塑料不僅不耐高溫，而且在高溫環(huán)境下易揮發(fā)出有害成份。這就是有些連接器特別是一端需要完全密封并用來作工作界面的連接器（如程序控制器和毫米波同軸連接器等）不能用塑料作絕緣材料的原因。
3）良好的密封性，泄漏率可達到10－3Pa·cm3/s
此外，玻璃同一般絕緣材料一樣，具有良好的電性能參數。玻璃的絕緣電阻和介質耐壓完全能滿足連接器的設計要求。它還具有很強的防腐蝕能力，適用于惡劣的環(huán)境。
總體上講，塑料密封連接器生產工藝較簡單，生產成本低，但它的可靠性不如玻璃密封的連接器。而以玻璃作絕緣材料的連接器，雖然生產工藝較復雜，成本較高，但它具有的一些特性是塑料密封連接器所無法替代的。
在航天科技領域，有許多特殊要求的連接器，用塑料密封無法滿足其性能要求，而只能采用玻璃與金屬封接，才能滿足連接器的高精度、高可靠性的要求。程控器的連接頭是一個典型的以玻璃作絕緣材料的多插針連接器，如圖1所示。下面就以它的生產過程為例，闡述程控器插頭生產的重要環(huán)節(jié)。
圖1多插針連接器
2燒結夾具的選材及加工連接器接觸件對位置度和垂直度的要求均較高，其尺寸精度完全是由燒結夾具來保證的，所以選擇制備燒結夾具用的材料很重要。在選取燒結夾具用的材料時，首先要求滿足以下條件：（1）材料要耐高溫，且熔點溫度要高于燒結溫度。（2）在高溫情況下不與玻璃浸潤，也不污染玻璃。（3）材料要有足夠的機械強度，并易于機械加工。目前燒結行業(yè)普遍采用高純石墨作燒結夾具材料。
石墨毛坯的工藝制備過程對石墨質量影響非常大。選擇購買高純石墨坯件時，石墨的體積密度和抗壓強度應比較高。其體積密度值應在1.65g/cm3以上，其抗壓強度應大于40MPa。為了達到上述要求，必須嚴格要求石墨毛坯的加工。
石墨毛坯的加工是通過把高純石墨粉用樹脂作粘結劑，在特定外形的模子中用大型壓機壓制成需要的形狀，然后在煤油中浸漬，再經高溫煅燒而成的。影響石墨坯件密度的因素主要有毛坯的大小和壓機的壓力。在壓機壓力確定后，外形尺寸越小其密度就越大。用煤焦油浸漬后燒結，是為了增加石墨粉之間的粘結強度，同時還可以提高石墨的密度和純度。石墨毛坯必須經2次以上的浸漬，即在1次浸漬煤焦油燒結后，緊接著再浸漬煤焦油燒結1次。有時還要進行3浸、4浸。每多浸1次其密度和純度以及強度都有所提高，而且使石墨粉之間粘結得更牢，更不易脫落，這是我們非常期望得到的結果。但每多浸1次成本會大幅度提高。所謂3高（高純度、高密度、高強度）石墨都是經過至少2次浸漬而成的。
所以，我們在選擇用作燒結夾具的石墨材料時，最好選擇方磚大小的毛坯，至少經過2次浸漬。因為外形尺寸太大，不但壓緊程度受限，而且浸漬效果也不好。
在加工燒結夾具時，由于石墨材料的質地偏軟，加工時不易定位，通常用線切割機割出金屬定位模板，把石墨毛坯刨或銑成外形相應的方塊，再把其中一面磨平，以磨平面為基準面，緊貼定位模板，在鉆床上鉆孔。如果鉆通孔，可以一次鉆好；如果是鉆盲孔，先必須選比要求直徑小0.1mm～0.2mm的鉆頭（其定位模板孔也相應偏�。�，深度鉆到比要求尺寸淺0.3mm左右，然后拆除定位模板，再用所需直徑的平底鉆頭锪孔和清根。這樣才可以保證石墨夾具的加工精度。
由于石墨在加工過程中會粘上油污且容易吸潮，所以必須經預處理才能用于封接產品。首先，隨爐升溫到500℃左右且保溫半小時，去掉油污，然后在比封接溫度高10℃左右的氮氣保護氣氛中預燒20min以上即可。這樣就可避免石墨夾具在封接時給玻璃絕緣子帶來雜質和氣體。
3金屬材料的凈化和預氧化處理
3.1金屬凈化
金屬零件加工好后要把表面油污清洗干凈，金屬零件內部還含有氣態(tài)雜質（CO、CO2、H2、H2O等）和固態(tài)雜質（如碳），這些雜質不利于玻璃與金屬的封接，必須通過金屬的凈化處理去除掉。金屬的凈化一般是通過真空凈化或者在氫氣保護下凈化，凈化溫度應比燒結溫度高20℃～50℃。真空凈化效果比氫氣保護凈化效果好，這是因為在高溫爐中氫氣保護下的金屬表面晶粒易長大，產生所謂的“氫脆”現象。
3.2金屬預氧化
玻璃與金屬封接是通過金屬表面氧化層過渡封接的。沒有氧化層，玻璃在金屬表面浸潤不好，封接效果差。所以在封接前，金屬零件表面必須預氧化。掌握好金屬預氧化程度對控制封接質量非常關鍵。氧化層太厚，富含氧的氧化鐵增多，它在封接時容易熔入玻璃中，從而影響玻璃絕緣子的電性能；氧化層太薄，金屬表面多數是氧化亞鐵，由于玻璃液與氧化亞鐵的親和性遠不如與氧化鐵的親和性，所以會影響玻璃在金屬表面的浸潤。
要控制金屬的氧化程度，必須進行長期試驗，不斷總結最佳工藝參數、溫度、時間和氣氛含量等。另外，由于金屬在預氧化后，氧化層很容易吸潮，會導致氧化“失效”。因此，預氧化和燒結同時進行的觀點已逐漸被人們采納，即金屬組件不預氧化就和玻璃坯在石墨夾具上裝配好，然后在爐中的低溫段（玻璃未熔化之前）通入氧氣，氧化金屬件，緊接著在氮氣保護下升溫到封接溫度，立即封接。
4玻璃坯制備
制取玻璃坯有兩種途徑：一種是先把玻璃熔融后拉制成內外徑均勻的玻璃管，再把玻璃管切割成相應的玻璃坯。用此方法制得的玻璃坯，尺寸不均勻，且難以上批量生產；另一種方法是把玻璃粉與粉結劑（石蠟、油酸、聚乙烯醇等）拌勻，再在機器中自動成型。根據成型方法不同又可分成干壓成型法和濕壓成型法。由于濕壓成型法的工序較復雜，除了加石蠟作粘結劑外，還要加油酸作脫模劑，制出的玻璃坯中粘結劑難以排盡，所以此方法很少采用。目前用得最多的是干壓成型法。干壓成型法是在玻璃粉中加入適量石蠟，在加熱情況下充分拌勻后冷卻、過篩，然后在自動制坯機上成型。此方法的操作較簡單，且石蠟容易排盡。
5玻璃與金屬封接
目前，玻璃與金屬的封接方式有兩種：匹配封接和壓縮封接。匹配封接是選用膨脹系數比較接近的玻璃和金屬（在常溫到玻璃軟化溫度范圍內），在高溫封接后的逐漸冷卻過程中使玻璃和金屬收縮保持一致，從而減少由于玻璃與金屬收縮差而產生的內應力。壓縮封接是指選用的金屬材料的膨脹系數比玻璃膨脹系數大，在封接冷卻時由于金屬收縮比玻璃收縮大，從而使金屬對玻璃產生一個壓應力（利用玻璃承受抗壓能力遠大于抗拉能力的特性），以此達到封接目的。目前的壓縮封接工藝還有待完善。封接所選取的材料和控制參數都有待進一步探討，而且采用壓縮封接存在電性能較差的致命弱點。
玻璃與金屬封接過程是一個復雜的物理化學反應過程。必須根據整個封接過程中玻璃與金屬氧化反應來確定燒結參數。除了要保證玻璃在固化過程中的膨脹系數與金屬膨脹系數基本保持一致外，金屬預氧化、玻璃液粘度變化、2次再結晶及冷卻時的玻璃分相現象都必須充分考慮。
5.1玻璃與金屬的膨脹系數
玻璃與金屬的膨脹系數主要決定于材料成份。只要選定了玻璃牌號和金屬牌號，其膨脹系數也就確定了。
金屬材料通常選用4J29鐵鎳鈷可伐合金（Fe54％、Ni29％和Co17％），其膨脹系數為4.7×10－6/℃。與4J29進行匹配封接的玻璃粉牌號主要有DM-305、DM-308、DM-320等，其成份及有關性能見表1。由于它們的成份不相同,在封接時溫度和時間的參數也不相同，而且所選材料牌號不同而封接后效果也有差異。例如，在同等工藝條件下，選用DM-305玻璃粉封接后其絕緣電阻和耐壓強度都要好于DM-308玻璃粉。而DM-308玻璃粉封接后其封接結合力比DM-305強。
5.2玻璃粘度
玻璃的粘度隨著溫度變化而成數量級變化。玻璃粘度范圍可在10～1012之間變化，在此區(qū)間玻璃由液體轉變成固體。玻璃固化溫度范圍相對應的粘度在1010～1012之間，在此區(qū)間選擇去應力的溫度；玻璃封接溫度范圍相對應的粘度為103～105；軟化溫度范圍相對應的粘度為108～1010，在此溫度范圍必須防止玻璃分相。
表1玻璃粉的成分及性能
玻璃牌號 |
玻璃粉成分及含量 |
膨脹系數/×10－7/℃ |
軟化溫度/℃ |
退火溫度/℃ |
SiO2 |
B2O3 |
Al2O3 |
Na2O
|
| 3樓： |
>>參與討論 |
作者： tyw 于 2007/3/29 16:39:00 發(fā)布：
金屬的
鐵鎳鈷玻封合金4J29（也稱可伐合金,可伐絲kOVAR）主要適用于電器元件與硬玻璃、軟玻璃、陶瓷匹配封接的玻封合金，其狀態(tài)有硬態(tài)和軟態(tài)兩種．規(guī)格為０．３２mm以上．
合金的牌號和化學成分符合表一的規(guī)定
4J29的化學成分% |
C |
P |
S |
Mn |
Si |
Cu |
Cr |
Mo |
Ni |
Co |
Fe |
不 大 于 |
|
|
|
0.03 |
0.020 |
0.020 |
0.5 |
0.30 |
0.20 |
0.20 |
0.20 |
28.5～29.5 |
16.8～17.8 |
余量 |
絲材的抗拉強度符合表二的規(guī)定
狀態(tài)代號 |
狀態(tài) |
抗拉強度，N/mm2 |
R
1/4I
1/2I
3/4I
I |
軟態(tài)
1/4硬態(tài)
1/2硬態(tài)
3/4硬態(tài)
硬態(tài) |
<585
585—725
655—795
725—860
>860 |
帶材的抗拉強度符合表三的規(guī)定
狀態(tài)代號 |
狀態(tài) |
抗拉強度，N/mm2 |
R
1/4I
1/2I
3/4I
I |
軟態(tài)
1/4硬態(tài)
1/2硬態(tài)
3/4硬態(tài)
硬態(tài) |
<570
520—630
590—700
600—770
>700 |
合金的平均線膨脹系數符合表四的規(guī)定
合金牌號 |
試樣熱處理制度 |
平均線膨脹系數a,10-6/ oC |
20-300 oC |
20-400 oC |
20-450 oC |
4J29 |
在氫氣氣氛中加熱至900±20 oC,保溫lh,再加熱至1100±20 oC，保溫15min,以不大于5 oC/ min速度冷至200 oC以下出爐 |
----- |
4.6-5.2 |
5.1-5.5* |
合金的典型膨脹系數
合金
牌號 |
平均線膨脹系數a,10-6/ oC |
20-200
oC |
20-300 oC |
20-400
oC |
20-450
oC |
20-500
oC |
20-600
oC |
20-700
oC |
20-800
oC |
4J29 |
5.9 |
5.3 |
5.1 |
5.3 |
6.2 |
7.8 |
9.2 |
10.2 |
|
* - 本貼最后修改時間：2007-3-29 17:17:05 修改者：tyw
|
| 4樓： |
>>參與討論 |
作者： tyw 于 2007/3/29 17:15:00 發(fā)布：
玻璃的
 面板封接玻璃系鉛硼鋅系統(tǒng)玻璃，具有較高的封接強度和對材料的良好浸潤性，同時抗熱震性優(yōu)良是其突出的性能特點。根據膨脹系數不同，面板封接玻璃可分為“中膨脹”與“高膨脹”兩種。其中“中膨脹”玻璃性能與美國Corning7578玻璃相當，“高膨脹”玻璃性能與美國Corning7575玻璃相當。
面板封接玻璃用于光纖面板與鐵鎳合金間的絕緣封接，也可用于膨脹系數相當的玻璃、陶瓷、金屬材料間的封接。
主要性能指標
玻 璃 分 類
性 能 指 標 | 中膨脹玻璃 | 高膨脹玻璃 |
熱膨脹系數(×10-7/℃)
（室溫～300℃） | 70～74 | 88～90 |
封接溫度(℃) | 516～525 | 450℃ |
玻璃密度(g/cm3) | 6.12 | 6.3 |
表面電阻率（Ω.com）
（室溫、濕度50%） | >1014 | >1016 |
 光電器件用低溫封接玻璃是PbO-B2O3-Tl2O3玻璃與低膨脹填料復合而成，封接溫度明顯低于其它封接玻璃�？蓮V泛應用于耐溫較低的各種元器件的外殼封裝，如紅外光二極管、半導體激光器、光效器件、顯示器等，同時可作為低溫焊料粘接光器件芯片等。
主要性能指標
封接溫度：340℃～380℃
熱膨脹系數：75～85×10-7(室溫～200℃)
|
鐵與鐵合金封接玻璃 本產品適宜于鐵及鐵鎳合金的封接，與國內同類產品相比具有絕緣電阻高、工藝適應性強等優(yōu)點，性能與日本同類ST產品相當，處于國內領先水平。廣泛用于鐵、不銹鋼及鐵鎳合金之間的高質量氣密封接。
主要性能指標| 性能指標 | 玻璃牌號 | | TF-301 | TF-302 | 熱膨脹系數(×10-7/℃)
（室溫～300℃） | 88～92 | 92～98 | | 封接溫度(℃) | 750～850 | 900～1050 | 表面電阻率（Ω·cm）
（室溫、濕度50%） | 1013 | 1014 | | 應用范圍 | 鐵與鐵合金
的封接 | 不銹鋼與鐵合金
(4J28等)的封接 |
|
|
特別提醒：
本簡介所列產品及其所述之使用方法和用途是基于本公司多年來科研及應用開發(fā)之經驗，僅代表我們目前對產品認識程度，并將其推薦給使用者，我們同時保留進一步完善和改進產品的權力。
我們建議使用者在使用產品時要對其性能進行檢驗，尤其是當使用者按照自身的工藝要求進行使用時。當產品出現問題時，我方的責任僅限于按供銷條件所列的質量范圍。 |
低熔點低膨脹封接復合料 低熔點低膨脹封接復合料是一種低熔點玻璃與低膨脹填料復合而成的新型無機封接材料，可在500℃以下短時間內（10分鐘）完成封接，且膨脹系數可達（50±5）×10-7/℃。
用于膨脹系數為（50±5）×10-7/℃的金屬材料（如可伐合金）、無機材料（如水晶片，DM-305和DM-308玻璃）間的封接。
主要性能指標
膨脹系數：（50±5）×10-7/℃（25～300℃）
流散溫度：≤500℃
固化電阻率：≥1015Ω·cm
玻璃粉粒度：≤250目 |
|
KF玻璃是專門用于氣密封接的微晶熔封玻璃，與DM-305、DM-308比較，KF玻璃具有流動性好、封接強度大、電絕緣性高及化學穩(wěn)定性好等特點，可替代作為封接料使用的DM-305、DM-308玻璃。產品屬國內首創(chuàng)，性能指標達到國際先進水平�？捎糜谔沾膳c陶瓷、陶瓷與可伐合金、陶瓷與鉬組玻璃、鉬組玻璃與鉬組玻璃以及鉬組玻璃與可伐合金的絕緣密封封接，廣泛用于集成電路等多種電子元器件的封裝、粘接。
主要性能指標
封接溫度：920～1020℃
絕緣電阻：>1015Ω·cm
熱膨脹系數：（50～54）×10-7/℃
化學穩(wěn)定性：Ⅰ級 石英—鎢過渡封接玻璃
石英—鎢過渡封接玻璃是制作激光泵浦燈的關鍵材料，封接時不炸不裂，結合牢固，可一次完成封接，減少了封接次數，提高了產品成品率，降低了成本，該玻璃制備工藝成熟，性能指標達到國際水平，為促進我國激光泵浦燈生產國產化，滿足國內市場需求，激光技術與國際接軌提供了關鍵新材料,填補了國內空白。可替代進口產品。
主要性能指標
膨脹系數：10.6～15×10-7/℃
軟化溫度 ≥1000℃
尺 寸：F（2～4）±0.1mm×（400～600）mm |
NS耐酸低熔玻璃性能達到并超過了日本KC-2玻璃的水平，通過了IC一類產品標準的考核，填補了國內同類產品空白。
產品用于黑瓷與4J42合金的全密封封接，也可用于熱膨脹系數近似的玻璃與玻璃、玻璃與陶瓷、玻璃與金屬的低溫匹配封接。
主要性能指標
熱膨脹系數：（72±3）×10-7/℃
熔封溫度：415～460℃
絕緣電阻：>1010Ω·cm（注：產品電鍍后）
耐酸性：能經受電鍍液浸泡，滿足鍍錫工藝要求。
 真空玻璃需要在兩片玻璃邊緣間用低熔玻璃進行嚴格氣密熔封，以確保兩片玻璃間保持真空狀態(tài)從而消除氣體的熱傳導，實現隔熱保溫作用。真空玻璃用封接玻璃具有與窗玻璃相近的膨脹系數和較低的封接溫度，適用于真空玻璃的氣密封接。
主要性能指標
熔封溫度： 450～460℃
熱膨脹系數：(86～90)×10-7/℃(25～300℃)
顆粒度： < 200目為了防止破損，半導體器件或芯片一般要包裝在密封陶瓷容器中。這類陶瓷包裝一般是在陶瓷件表面施涂密封玻璃組合物，然后高溫加熱進行粘結密封。但是，許多新型半導體電路片對封接溫度較為敏感，溫度400℃以上時，其有效性受到嚴重影響。陶瓷外殼密封玻璃可經400℃以下燒結而粘結陶瓷，達到較高的粘結強度，解決了普通密封玻璃組合物在400℃以上才能與陶瓷件粘結的技術難題。
該玻璃主要用于各類氧化鋁陶瓷容器及面板的封接。
主要性能指標
封接溫度：360℃
絕緣電阻：≥1010 Ω·cm
熱膨脹系數：50～60×10-7/℃ (0～300℃)
 鉭封玻璃具有封接強度大、化學穩(wěn)定性好、絕緣電阻高等優(yōu)點，顏色可根據用戶需要進行調整。
產品性能處于國內領先水平，主要用于電子元件中鉭金屬的氣密封接，如：各種型號的鉭電容器氣密封接。
主要性能指標
封接溫度：970～1100℃
熱膨脹系數：（60～66 |
| 5樓： |
>>參與討論 |
作者： tyw 于 2007/3/29 17:22:00 發(fā)布：
還有可能是可伐絲表面電鍍處理不當引起的問題
外引線彎曲疲勞斷裂原因及其影響因素
外引線彎曲疲勞斷裂原因及其影響因素
劉飛華，冷文波，沈卓身
（北京科技大學材料科學與工程學院，北京100083）
摘要：通過SEM觀察了經歷不同彎曲次數疲勞試驗的可伐合金引線樣品，分析了引線在彎曲試驗中 所受的應力，提出了外引線彎曲疲勞斷裂的失效模型，并討論了施加的載荷、玻璃彎月面以及表面覆蓋層 對外引線彎曲疲勞斷裂行為的影響。
關鍵詞：可伐合金；引線；疲勞；斷裂
中圖分類號：TN305.93 文獻標識碼：A 文章編號：1003-353X(2004)11-0032-04
1 前言
金屬外殼外引線需要通過GJB 548A-96[1] 或GJB 4590-84[2] 規(guī)定的引線彎曲疲勞考核，即外引線在規(guī)定的載荷下，作90°的弧形彎曲3次，去掉載荷后，放大10～20倍檢查，引線與金屬封裝體之間不得出現開裂、松動和相對位移現象。作為引線材料的可伐合金絲（Φ0.45mm）在2.5N載荷下能彎曲三十幾次才斷裂。但有些批次的金屬外殼外引線不能通過2.5N載荷的彎曲疲勞考核，顯然抗彎曲疲勞能力的下降是與外殼制造工藝過程有關。研究表明，電鍍鎳是導致引線抗彎曲疲勞能力降低的主要的工藝步驟[3,4]。而采用多波形電鍍獲得的氨基磺酸鎳層或在真空或在氫氣中對有常規(guī) 電鍍鎳層的引線進行退火，可以明顯改善引線彎曲疲勞次數[5]。本文通過對經歷不同彎曲次數疲勞試驗的可伐合金引線樣品截面SEM觀察，分析了引線疲勞試驗的應力狀態(tài)，提出了引線彎曲疲勞斷裂模型，并討論了影響外引線彎曲疲勞斷裂的因素。
2 試驗與結果
取若干只滾鍍鎳的T8外殼，將每只外殼的7根引線剪掉，僅剩一根。將這些外殼的引線在2.5N載荷下分別彎曲1次、2次……，到9次（本試驗 中彎曲10次的引線已斷裂），熔封后尚未鍍鎳外殼也進行了類似的試驗。然后將這些外殼按彎曲次數 編號，并用環(huán)氧鑲樣，對其截面用不同粒度的砂紙依次打磨、拋光、清洗、烘干。再經噴碳后，在 Combridge S-360掃描電子顯微鏡（SEM）下進行觀察。
外引線彎曲1次后的試樣形貌在根部附近發(fā)生了永久塑性變形，雖然引線內側尚未觀察到裂紋，但與玻璃彎月面尖部接觸的引線根部因受到擠壓而 形成缺口。
樣品彎曲2次后的形貌。玻璃彎月面的尖部已剝落，在引線根部缺口已有裂紋，在高倍顯微鏡下可觀測到離缺口大約100μm處有一小裂紋。同時 可以看到引線內側與玻璃之間存在的裂縫，但引線外側與玻璃之間尚未出現裂縫，引線外側的鍍層也未觀察到裂紋。小裂紋與表面約成45°角，裂尖附近的能譜分析表明裂紋尚未擴展到可伐引線基體，說明裂紋是在鍍層表面萌生。應該指出這種小裂紋在10～20倍實體顯微鏡下是難以觀察到的。
彎曲3次的樣品的截面形貌可觀測到，引線內側與玻璃之間的裂縫進一步擴大，外側與玻璃之間也開始出現裂縫。在尖部剝落的玻璃彎月面延長線與引線交界處有一明顯的裂紋，高倍形貌顯示裂紋尖端有分支，能譜儀分析表明裂紋尖端成分仍為鍍鎳層，說明裂紋尚未穿透鍍層進入基體中。
外引線彎曲4～5次的情況和3次的樣品差不多。引線內側裂紋開始增多，但只有引線根部的那條裂紋不斷擴展，從彎曲4次開始已穿透到可伐合 金基體。彎曲6次后引線外側也開始出現小裂紋，同時，穿透到基體的那條裂紋進一步擴展成為主裂紋。引線彎曲7，8，9次的樣品引線內外側裂紋都有所增多，主裂紋進一步擴展。彎曲9次樣品的 內側根部的主裂紋已擴展到引線直徑的1/3左右，再彎曲1～2次，引線就會由于承受不了2.5N的載荷而斷裂。通過引線內、外側的高倍形貌顯示，可以看到引線內外兩側表面布滿微裂紋。
熔封后但尚未鍍鎳的外殼與上述的情況類似，只不過引線彎曲6～7次后才開始出現內側表面的微裂紋。
3 討論
3.1 外引線彎曲疲勞試驗的受力分析
圖1(a) 是彎曲前的初始狀態(tài)，外引線下端垂直懸掛試驗載荷，這時引線的整個橫截面只受到均勻 的拉應力作用。開始90°彎曲時，外引線的上端受到外加轉矩的作用，而下端仍承受2.5N的拉力作用，它們共同作用結果在外引線根部產生力偶，外引線根部在這個力偶的作用下彎曲，彎過90°后的狀態(tài)如圖1(b)所示。由圖中可以看出，引線的內側受到壓應力的作用，處于壓縮狀態(tài)；而引線的外側則受到拉應力的作用，處于拉伸狀態(tài)。也就是說，在引線從初始狀態(tài)彎曲到90°的過程中，引線根部的內側受力狀態(tài)要從拉應力變化到壓應力，而外側仍受到拉應力的作用，只是大小發(fā)生了變化。由于應力僅集中于引線根部非常小的一個范圍內，這個部位的內側和外側都會發(fā)生非常大的塑性變形，而根部以外的引線只處在外加載荷產生的拉應力狀 態(tài)。當反向彎曲時，外引線在反向外加轉矩的作用下，要從彎曲90°的狀態(tài)回到初始狀態(tài)。在此過 程中，引線根部所受的力偶將使內側受到拉應力，外側受到壓應力作用。但是，由于內側和外側都已發(fā)生了永久塑性變形，引線根部即使受到這樣的作用，也不能恢復到初始的直線狀態(tài)，如圖1(c)所 示。從整個彎曲周期過程來看，內、外側交替受到是壓、拉變化的彎曲疲勞應力作用。
3.2 外引線疲勞裂紋的萌生與擴展
由于引線材料可伐合金是奧氏體組織，具有面心立方的晶體結構，塑性非常好，很容易在外力作用下發(fā)生塑性變形。{111}面是面心立方晶體結構的 最密排面，在一般情況下，滑移面是晶體的密排和較密排的面。在拉、壓應力的作用下，與主應力 成45°的方向將受到最大的切應力，當面心立方最密排面的晶面取向與切應力方向一致時，該滑移系 最容易開動，產生滑移臺階，圖2 (a)表示了引線根部內側受到壓應力時產生滑移臺階的情況。在反 向彎曲時由于引線根部已經發(fā)生了永久塑性變形，雖然引線內側受到了拉應力的作用，但大部分滑移 臺階已不能回到原來位置，如圖2 (b)所示。在第二次彎曲時，壓應力作用又會產生新的滑移臺階，經過幾次反復后就會在引線根部形成“缺口”，即萌生了微裂紋，如圖2 (c)所示。同時從圖2中可以看出，由于引線外側和內側 所受到的應力狀態(tài)的不一樣，裂紋從內側和外側萌生的機會就不一樣。由于向內側彎曲，并發(fā)生了永 久塑性變形，故在反向彎曲時，受到了很大的拉應力，因而微裂紋很容易從缺口向里擴展，最終發(fā)展 成主裂紋。而外側在反向彎曲時受到了壓應力的作用，故微裂紋較難擴展。所以在彎曲疲勞過程中， 裂紋總是先從引線內側開始萌生并擴展，最終導致脆性斷裂。從顯微鏡觀察，1～9次的彎曲還可以 看出裂紋的擴展方向總是與拉、壓應力成45°角。圖3(a)中引線左側顯示了裂紋疲勞裂紋擴展的斷口；圖3(b)是其高倍形貌，可以看到明顯的疲勞輝紋；圖3(a)的右側為最后失穩(wěn)斷裂的斷口，圖3(c) 是其高倍形貌，可以看到明顯的剪切撕裂的痕跡，其邊緣顯示了最終機械拉斷的韌窩。
3.3 影響引線彎曲疲勞斷裂的因素
3.3.1 彎曲試驗載荷的影響
在引線彎曲疲勞試驗中，根據圓形引線直徑或 相應截面模數，在引線末端施加不同的載荷。在引線直徑相同的情況下，載荷越大，引線所能承受的彎曲次數也越少。表1列出了金屬-玻璃封接工藝中各道工序中引線的彎曲次數，可以看出不同的載 荷對于Φ0.45mm的引線彎曲次數的影響，這與外加轉矩和下端的載荷構成的力偶在引線根部的很小 區(qū)域造成的應力和應變集中程度有關。載荷越大，則外加轉矩越大，力偶越靠近引線根部，內側彎曲的曲率半徑也就越小，應力和應變集中就越嚴重，導致引線根部在大塑性變形下所能抵抗彎曲疲勞的能力降低，彎曲次數越少。
3.3.2 彎月面的影響
隨著彎曲次數增加在引線根部附近產生了一些微裂紋，但它們并未擴展得很大，真正造成斷裂的是首先在彎月面的延長線與引線交界處上產生的那條裂紋，它最終發(fā)展成為主裂紋。同時注意到在彎月面延長線與引線交界處，引線有被擠壓的痕跡，這說明在引線的彎曲過程中，彎月面對引線的彎曲斷裂起著非常重要的作用。與熔封前的引線（引線和管殼尚未熔封一起）相比，熔封后的引線的彎曲次數明顯降低，以及同一工藝后帶管殼的引線與從管殼上剪下來的引線相比彎曲次數明顯降低也是與此有關的。
在彎曲過程中，玻璃彎月面阻礙了引線根部的運動，接觸彎月面尖端處的引線表面受到擠壓，此處的引線將首先發(fā)生塑性變形（見圖4）。引線在這一位置被擠壓出一個臺階，并在臺階底部出現微裂紋。因而彎月面的存在對引線的耐彎曲疲勞性能 起著非常不利的影響，它的尖端像劈尖一樣造成引線表面的損傷，引起了缺口效應，導致應力集中，并由此裂紋萌生和擴展。大量的觀察證實引線的斷裂位置總是出現在與彎月面尖端接觸的地方。
很顯然，彎月面的存在是熔封后比熔封前的引 線彎曲次數，以及同一工藝后帶管殼的引線比從管殼上剪下來的引線彎曲次數低很多的原因，因為在不帶管殼的引線彎曲試驗中，引線的夾具并不能造成類似彎月面造成的損傷。除此之外，檢查引線斷 口Si元素的面分布都發(fā)現有Si沿斷口邊緣存在，如圖5所示。因此，熔封過程中有可能玻璃侵入彎月面尖端附近的引線晶界而導致晶界脆化，這也是熔封后比熔封前的引線彎曲次數顯著降低的另一個不能忽視的原因。
3.3.3 引線表面覆蓋層的影響
外引線在預氧化、鍍鎳后，它的彎曲次數也要明顯減少，而經過鍍金后，外引線的彎曲次數并沒有繼續(xù)降低。說明氧化膜、鍍鎳層這樣的脆性表面覆蓋層對外引線的彎曲疲勞特性有著很大的影響, 而韌性的鍍金層影響不大。SEM觀察表明，在沒有鍍鎳層的情況下，引線內側在拉-壓疲勞應力作用下，要經過相對較長的孕育期，一般來說6～7次彎曲后裂紋才會萌生。而引線鍍鎳后，由于普通的鍍鎳層韌性比基體低得多，彎曲1～2次后裂紋就 會首先在鍍層 |
| 6樓： |
>>參與討論 |
作者： 2046hai 于 2007/3/30 13:49:00 發(fā)布：
Kovar表面裂紋
謝謝斑竹及各位！
我們只是供應商，不太清楚其工藝。以往客戶使用Kovar都沒問題，就是這次Kovar帶子薄了許多，客戶自己加工成環(huán)后，在700度是封接，出現裂紋，而同時使用的其他家客戶的Kovar就沒出現任何問題。
還請大家多多支持�。�
|
| 7樓： |
>>參與討論 |
作者： 大斌 于 2008/3/14 13:14:40 發(fā)布：
用可伐絲4J29和玻璃管燒結產生玻璃管炸裂現象，請問是怎么回事 急�。。。� |
| 8樓： |
>>參與討論 |
作者： 大斌 于 2008/3/14 13:22:00 發(fā)布：
請教以下，玻璃管與可伐絲燒結，可伐絲應電鍍什么材料，玻璃管不炸。謝謝�。。。� |
| 9樓： |
>>參與討論 |
作者： 大禹陳工 于 2008/3/26 20:39:01 發(fā)布：
tyw你好：看了你的文章！覺得你應該是專家。我們想自己生產玻璃絕緣子，用于不銹真空容器的導線引出。想找個專家當我們的顧問！能就這事和你溝通嗎？我的聯系電話是13902727615.郵箱cmn126@163.com.汕頭大禹陳工
|
| 10樓： |
>>參與討論 |
作者： cm 于 2009/7/19 14:42:39 發(fā)布：
用可伐絲4J29和玻璃管燒結產生玻璃管炸裂現象，是兩種材料的膨脹系數不對。建議改換材料。聯系cmldl@126.com陳 |
| 11樓： |
>>參與討論 |
作者： 6825 于 2009/8/21 14:06:58 發(fā)布：
4J29和玻璃管燒結產生玻璃管炸裂現象,應該是玻璃不匹配，你說的玻璃管是什么型號的玻璃？ |
|
Copyright © 1998-2006 m.58mhw.cn 浙ICP證030469號 |
|
