Les matériaux céramiques structurels techniques possèdent d'excellentes propriétés telles qu'une résistance à haute température, une résistance élevée, une dureté élevée, une résistance à l'usure, une résistance à l'oxydation et une résistance à la corrosion. Ils sont largement utilisés dans l’aérospatiale, l’électronique de puissance, l’énergie et les transports, devenant ainsi des matériaux de support indispensables au développement économique et de défense. Cependant, la fragilité inhérente des céramiques les rend difficiles à traiter, ce qui entrave la fabrication de composants de grande taille-et de forme complexe-et limite leur application et leur développement ultérieurs. Les céramiques métallisées offrent une solution technologique cruciale à ce problème.
Les matériaux métalliques possèdent une excellente résistance à la température ambiante, une ductilité, une conductivité électrique et une conductivité thermique excellentes, formant une relation complémentaire claire avec les matériaux céramiques en termes de performances. La combinaison de ces deux matériaux permet d'utiliser pleinement leurs propriétés supérieures respectives, permettant la fabrication de composants complexes répondant à des exigences spécifiques. Cela réduit non seulement les coûts, mais fait également progresser considérablement l’application et le développement de matériaux céramiques et métalliques. En raison des différences de propriétés physiques et chimiques entre les céramiques et les métaux, leur assemblage est devenu un sujet de recherche brûlant pour les chercheurs nationaux et internationaux. Les composants en céramique métallisés sont le support clé pour réaliser un assemblage efficace.
Problèmes d'assemblage de céramiques et de métaux
Les types de liaisons des céramiques et des métaux sont différents, ce qui rend difficile l'obtention de bonnes connexions métallurgiques.
La grande différence de coefficients de dilatation thermique entre la céramique et les métaux conduit facilement à d'importantes contraintes résiduelles au niveau du joint, ce qui entraîne une faible résistance du joint.
La faible mouillabilité des surfaces céramiques rend difficile la détermination du processus d’assemblage. Actuellement, de nombreuses recherches sont menées sur les méthodes d'assemblage des céramiques et des métaux, notamment l'assemblage mécanique, l'assemblage par adhésif, le brasage, l'assemblage par diffusion en phase solide-, l'assemblage en phase liquide transitoire-, le soudage par fusion, l'assemblage par synthèse à haute température-auto-propagation, le soudage par friction, l'assemblage par micro-ondes et l'assemblage par ultrasons. Ces technologies peuvent toutes être utilisées pour la préparation et l’assemblage de composants en céramique d’alumine métallisée de précision.
Méthodes de jointure
L'assemblage mécanique est une méthode d'assemblage ancienne, comprenant l'assemblage boulonné et l'assemblage thermorétractable. L'assemblage thermorétractable-utilise la différence de dilatation thermique entre la céramique et les métaux. À haute température, le métal est placé sur la céramique et le métal se contracte davantage pendant le refroidissement, ce qui entraîne une connexion étanche. Bien que les joints thermocollants-offrent une certaine étanchéité à l'air, leur application est limitée aux basses températures et ils présentent des contraintes résiduelles importantes. Par conséquent, ils ne sont généralement pas utilisés pour les céramiques métallisées à l'alumine de haute -précision.
Le collage utilise des adhésifs pour assembler la céramique et les métaux. Il est principalement utilisé dans les réparations d'urgence d'avions, dans les connexions de composants auxiliaires pour les obus d'artillerie et les missiles, ainsi que dans la réparation des rotors de turbines et de compresseurs. Bien que le collage puisse atténuer dans une certaine mesure les contraintes thermiques entre la céramique et les métaux et soit simple et efficace, la résistance du joint est généralement inférieure à 100 MPa et la température de fonctionnement est généralement inférieure à 200 degrés. Il est principalement utilisé pour les charges statiques et les pièces à charge statique ultra-faible, et pour les céramiques métallisées de précision, il ne convient que pour les applications structurelles non-porteuses-.
Le brasage est l’une des méthodes les plus courantes pour assembler la céramique et les métaux. Il utilise un métal d'apport ayant un point de fusion inférieur à celui du métal de base, chauffé à une température légèrement supérieure à son point de fusion. Le métal d’apport fondu mouille la surface des matériaux à assembler, remplissant ainsi l’espace du joint. La connexion est réalisée par interdiffusion d'éléments entre le métal de base et le métal d'apport. Les métaux d'apport de brasage des métaux ordinaires présentent une mauvaise mouillabilité sur les surfaces céramiques. Par conséquent, l'amélioration de la mouillabilité du métal d'apport sur les surfaces céramiques est cruciale pour obtenir des joints brasés de haute -qualité, et il s'agit d'un point technique essentiel dans la fabrication de céramiques d'alumine métallisées pour composants électriques. Les connexions de brasage céramique-métal peuvent être divisées en brasage direct et brasage indirect.
Les principaux défis posés par les connexions céramiques-métalliques fiables peuvent essentiellement être systématiquement résolus grâce àCéramiques métallisées pour composants électriques. Nos produits, grâce à un traitement de métallisation de surface professionnel, améliorent considérablement la mouillabilité, la force de liaison et la stabilité de l'interface de la céramique et du métal, réduisant ainsi les contraintes résiduelles au niveau du joint. Ils sont compatibles avec divers processus d'assemblage de haute-précision tels que le brasage et le soudage par diffusion, répondant aux exigences de conditions de fonctionnement difficiles telles que des températures élevées, une forte corrosion et des charges élevées, fournissant des solutions de composants stables et fiables pour la fabrication d'équipements haut de gamme-.
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