熔封氣氛對金屬與玻璃封接外觀的影響

2009-05-24 羅大為 北京科技大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院

         選擇四種具有代表性的依次從還原到氧化的氣氛,其氧化能力逐漸增強(qiáng). 在這四種氣氛下封接后,觀察底盤封接區(qū)的外觀如圖1所示. 在還原性的1%H2-N2氣氛中熔封時,在玻璃絕緣子和底盤之間局部往往可見空洞,封接件漏率較高,如圖1(a)所示. 這可能是由于在這種氣氛中氧化膜容易被還原,熔融玻璃不能充分潤濕金屬表面的緣故.

不同熔封氣氛下封接后的外觀 

圖1  不同熔封氣氛下封接后的外觀. (a) 1%H2-N2 ; (b) 1.5%H2-1%H2O-N2; (c) N2; (d) 1%H2O-N2氣氛

          在純N2 氣氛中熔封時,底盤封接區(qū)往往可見一圈規(guī)則分布的玻璃狀物質(zhì),即發(fā)生所謂的玻璃飛濺現(xiàn)象,如圖1(c)所示. 目前國內(nèi)大部分工廠都存在這種問題,他們采用的熔封氣氛是純N2 ,純N2 一般被認(rèn)為是一種惰性氣氛,事實(shí)上即使是高純N2,也會含有痕量的水和氧,具有一定的氧分壓,因此很難算是真正意義的惰性氣氛,而是微氧化氣氛,在這種氣氛封接時出現(xiàn)玻璃飛濺現(xiàn)象是不可避免的. 在氧化性1%H2O-N2氣氛中封接時玻璃飛濺現(xiàn)象更嚴(yán)重,甚至可見玻璃已溢出到底盤封接區(qū)外,如圖1 ( d) 所示. 只有在弱還原氣氛的1.5%H2-1%H2O-N2氣氛中封接時,底盤表面無玻璃飛濺而且結(jié)合較好,如圖1 (b) 所示. 這些結(jié)果表明隨著熔封氣氛氧化性的逐漸增強(qiáng),玻璃飛濺越來越嚴(yán)重,直至玻璃溢出. 在四種不同類型的氣氛中進(jìn)行封接時只有在弱還原氣氛能夠滿足生產(chǎn)中外觀的要求,故熔封溫度和時間對封接性能影響的實(shí)驗(yàn)也是選擇在1.5%H2-1%H2O-N2 氣氛中進(jìn)行的.