电真空器件用陶瓷金属化和釉化工艺的改进吴春荣,李明兴(江西景德镇景光特种陶瓷有限公司,江西景德镇333405中图分类号:TB756文献标识码:B文章编号:100228935(20030420033202收稿日期:2003205223作者简介:吴春荣,男(1965-,汉,工程师,1991开始从事真空开关管、陶瓷2金属封接设计和工艺及陶瓷金属化、上釉研制、开发和生产技术工作,现任景德镇景光特种瓷有限公司副总经理。随着电力设施的迅速增长和发展,城乡电网的全面改造,真空开关管,特别是陶瓷外壳的真空开关管,发展。同时,属封接技术的进步,件的质量,、光亮,且不易吸湿和被污染,电性能明显改善。但电真空器件用陶瓷管壳需要经过金属化、釉化及陶瓷2金属封接、装配等多道工序,它们都是在高温和强还原气氛下进行,加上人和环境因素的影响,使瓷件表面、陶瓷与金属封接面易受污染,降低了陶瓷的电性能和陶瓷2金属封接强度,特别是陶瓷金属化降温出炉(尤其是卧式H2炉时,封接面氧化,这是国内陶瓷2金属化中急待解决的问题,至今尚无简便有效的解决方法,本文结合实践经验,提出一种解决的思路。真空开关管陶瓷管壳对封接气密性和封接强度(抗拉强度要求较高,一般在900kg/cm2以上。目前国内的电真空器件厂家,常采用活性金属法和Mo2Mn金属粉末烧结法对陶瓷管壳外表施釉。行业中普遍采用先施釉,后金属化,或釉和金属化同时烧结。而景光公司采用先金属化后施釉的烧成工艺。现将这几种陶瓷金属化上釉工艺利弊进行分析:景光公司从20世纪60年代就使用高温Mo2Mn金属化粉末烧结法进行陶瓷金属封接。为适应市场,90年代初开始采用施釉和金属化同时烧结的工艺。由于真空开关管生产技术的日臻成熟,真空开关的釉面及外观成为各生产厂家占领市场的关键指标。金属化、施釉都是在高温下长时间烧成的,这样成釉和金属化温度范围较窄,釉的流动性难以控制,。施釉、流釉甚至飞釉、釉面。在金属化和釉面交接处容易产生黑圈,造成金属化质量下降,抗拉强度低,镀镍困难,金属化质量和釉面质量很难保证。景光公司在国内率先采用先高温金属化,再中温釉化,最后二次金属化(电镀后镍化的工艺,主要流程如下:磨加工的A95→→→→→→→瓷件清洗素烧涂膏高温金属化喷釉中温釉化喷砂处→→理电镀镍检验入库。电子管、真空开关管用陶瓷一般为A295高铝瓷,因封接强度要求高,故采用封接强度高的高温金属化。在确保高温金属化的前提下,再使用中温釉化,因此选用钾长石KAlSi3O8作为主要溶剂的长石釉,使釉的RO基改变,提高塞格尔式中Al2O3和SiO2的含量,使性质与长石釉和滑石釉兼容。成釉温度在1350~1480℃之间,温度范围较宽,工艺适应性能好。另外适量加入白云石可降低烧成温度,提高釉面的热稳定性,“”防止吸烟现象,提高电力、电子器件用瓷的耐压性能。石英、高岭土、滑石的适量引入,提高了釉和瓷件的附着力,从而提高釉的白度,使成釉受气氛影响小,不易产生气泡,提高了高温化学稳定性,大大改善了釉的外观质量。釉的成分多元、复杂,低熔点物质相对较多,在釉化过程中容易吸附在金属化层表面,特别是产生的玻璃相蒸散,污染金属化表面,从而使电镀镍时吸附力、渗透力下降,甚至无法电镀。二次金属化时,电镀层起皮、起泡(针泡影响封接强度,造成陶瓷管壳漏气。针对上述现象,景光公司由于采用先高温金属化,后中温釉化,电镀前处理的工艺,确保了陶瓷和金属化层的渗透和附着能力。现已在十几万只陶瓷管壳上运用,封接合格率上升了10%,封接强度也大有提高。金属化、釉化检验合格的陶瓷管壳,真空电子技术电子陶瓷和陶瓷2金属封接应用技术专辑VACUUMELECTRONICS用一定的压力和适当细度的刚玉砂,对金属化表面喷砂均匀处理,除去金属化层表面的污染及氧化物层,使其表面为洁净极细微粗糙层,如图1所示。图1金属化表面粗糙的差异已处理的金属化层有细微凹凸不平的表面,从而增加了有效的封接表面积,加,,验数据对照。表序号/kg・cm-2未喷砂喷砂1#95011002#98011203#90010504#92010805#96010406#9401040我国真空开关、高频加热管等电真空器件的陶瓷封接焊料,大都采用AgCu28或AgCu50,由于喷砂处理的陶瓷金属化层表面细微粗糙,在同样的焊接温度、保温时间下,焊料的流散性不如未喷砂处理的陶瓷管壳。因此在焊接时,需在原焊接温度...