KOVAR

1. Thermische uitzettingscoëfficiënt die overeenkomt met hard glas en keramiek (kernvoordeel): Binnen het temperatuurbereik van -80 graden tot +450 graden is de gemiddelde lineaire uitzettingscoëfficiënt 4.5 - 6.5 × 10⁻⁶ / graad, wat bijna perfect past bij borosilicaatglas en aluminiumoxide-keramiek, waardoor de hermeticiteit en betrouwbaarheid op lange termijn van het afgedichte geheel wordt gegarandeerd.
2. Uitstekende hermetische afdichting: na pre-oxidatiebehandeling vormt KOVAR een chemische binding met gesmolten glas. Het lekpercentage na verzegeling kan < 1 × 10⁻⁹ Pa·m³/s bereiken, wat voldoet aan de vereisten voor elektronische verpakkingen met hoge-betrouwbaarheid.
3. Goede plasticiteit en verwerkbaarheid: met een uitgegloeide rek van 20-30% kan het verschillende vormbewerkingen ondergaan, zoals koudwalsen, koudtrekken, stempelen en machinaal bewerken.
4. Superieure las- en afdichtingsprestaties: het kan worden aangesloten met behulp van methoden zoals TIG-lassen, weerstandslassen, elektronenstraallassen, laserlassen en solderen, met een hoge afdichtingssterkte bij binding aan glas en keramiek.
5. Goede dimensionale stabiliteit: na een stabilisatiebehandeling zijn de dimensionale veranderingen tijdens langdurig gebruik-minimaal, waardoor het geschikt is voor elektronische precisiecomponenten.
6. Voldoet aan meerdere internationale normen: ASTM F15, UNS K94610, GB/T 15018 (4J29), MIL-I-23011, enz.

A:

De uitzettingseigenschappen-van KOVAR komen voort uit het nauwkeurig gecontroleerde nikkel-kobaltgehalte en de ferromagnetische eigenschappen:

1. Uitgebreide toepassingen van het Invar-effect:
De uitzettingseigenschappen van KOVAR zijn gebaseerd op het Invar-effect, maar breiden en verschuiven het oorspronkelijk smalle lage - temperatuurbereik van de uitzetting (-100 graden tot +200 graad ) naar een hoger temperatuurbereik (kamertemperatuur tot +450 graad ) door ongeveer 17% kobalt toe te voegen en het nikkelgehalte aan te passen tot ongeveer 29%. Dit sluit perfect aan bij het verwekingstemperatuurbereik van borosilicaatglas.
2. Synergetische werking van nikkel en kobalt:
De ongeveer 29% nikkel en 17% kobalt in de legering zorgen er samen voor dat de uitzettingscurve van de legering vrijwel volledig samenvalt met die van hard glas binnen het bereik van kamertemperatuur tot glasuitgloeitemperatuur. Deze nauwkeurige afstemming zorgt ervoor dat tijdens het afkoelproces van het sealen de samentrekking van het metaal precies overeenkomt met het glas, waardoor overmatige restspanning op het sealgrensvlak wordt voorkomen.
3. Relatie tussen Curiepunt en bedrijfstemperatuur:
KOVAR heeft een Curiepunt van ongeveer 415 graden en de bovenste bedrijfstemperatuurlimiet (ongeveer 450 graden) valt precies binnen het uitgloeitemperatuurbereik van borosilicaatglas. Dit is geen toeval, maar een kernaspect van het legeringsontwerp.-Wanneer de legering overgaat van ferromagnetisch naar paramagnetisch, synchroniseert de verandering in uitzettingscoëfficiënt met de verandering in de uitzettingseigenschappen van glas, waardoor overeenstemming over het gehele temperatuurbereik wordt bereikt.

De warmtebehandeling van KOVAR heeft een beslissende invloed op de uiteindelijke microstructurele stabiliteit, maatnauwkeurigheid en hermetische afdichtingsprestaties:
1. Gloeien (stressverlichting, homogenisering van structuur):
Verwarm tot 800-900 graden, houd dit 0,5 tot 1 uur vast en koel het vervolgens af in de oven of laat het aan de lucht afkoelen met een snelheid van minder dan of gelijk aan 300 graden per uur om een ​​stabiele austenitische structuur en uniforme uitzettingseigenschappen te verkrijgen.
2. Stabilisatiebehandeling (aanbevolen voor onderdelen met hoge-precisie):
Houd het 1 tot 4 uur op 300-400 graden en koel vervolgens langzaam af tot kamertemperatuur om restspanningen te elimineren, de austenitische structuur te stabiliseren en dimensionale drift tijdens daaropvolgend gebruik te minimaliseren.
3. Pre-oxidatiebehandeling (voor glasafdichting):
Houd het gedurende 15 tot 30 minuten op 900-1000 graden in een natte waterstofatmosfeer of stikstofatmosfeer met een geschikte hoeveelheid zuurstof om een ​​dichte oxidefilm te vormen met een dikte van 2-5 μm, waardoor een goede afdichting met glas wordt gegarandeerd. Het hoofdbestanddeel van de oxidefilm is de (Co,Ni)Fe₂O₄-spinelstructuur.
4. Behandeling tegen spanning (na bewerking):
Houd het 1 tot 2 uur op 200-300 graden en laat het vervolgens aan de lucht afkoelen om vervorming als gevolg van snijspanningen te voorkomen.
Opmerking: KOVAR is gevoelig voor korrelgroei bij hoge temperaturen, dus de gloeitemperatuur en -tijd moeten strikt worden gecontroleerd. Voor-oxidatiebehandeling is een cruciaal proces bij hermetische afdichting van glas, omdat de dikte en uniformiteit van de oxidefilm rechtstreeks van invloed zijn op de hechtsterkte en luchtdichtheid van de afdichting.

Effectieve werktemperatuur (met stabiele expansie-matchingprestaties):
Het wordt aanbevolen om een ​​temperatuur van -80 graden tot +450 graden te hebben. Binnen dit temperatuurbereik kan het een thermische uitzettingscoëfficiënt behouden die overeenkomt met die van hard glas en uitstekende gasdichte afdichtingsprestaties. Het optimale temperatuurbereik voor het verzegelen is 300 graden tot 450 graden.
Blootstellingstemperatuur op korte- termijn:
Tot +500 graad, maar de thermische uitzettingscoëfficiënt zal aanzienlijk toenemen, wat de betrouwbaarheid van de afdichting kan beïnvloeden.
Prestaties bij lage- temperaturen:
KOVAR behoudt een goede sterkte en taaiheid onder -80 graden, maar de thermische uitzettingscoëfficiënt kan enigszins afwijken van die van glas. Voor toepassingen bij ultra-lage temperaturen moet de betrouwbaarheid van de hermetische afdichting worden beoordeeld op basis van specifieke bedrijfsomstandigheden.
Beperkingen voor hoge-temperaturen:
Wanneer de temperatuur de 415 graden (Curiepunt) overschrijdt, gaat de legering over van ferromagnetisch naar paramagnetisch, wat resulteert in significante veranderingen in de uitzettingseigenschappen en een verminderde match met glas. Daarom is KOVAR niet geschikt voor omgevingen met hoge-temperaturen boven 450 graden.

KOVAR vertoont uitstekende hermetische afdichtingsprestaties en is een onvervangbaar sleutelmateriaal in de elektronische verpakkingsindustrie:
1. Hermetische afdichting met glas:
Na een pre-oxidatiebehandeling vormt KOVAR een dichte oxidelaag (dikte 2-5 μm) op het oppervlak. Tijdens het glasafdichtingsproces (bij ongeveer 900-1000 graden) hecht gesmolten glas zich chemisch aan de oxidelaag om een ​​zeer sterke, hermetisch afgesloten interface te creëren. De lekkagesnelheid na afdichting kan < 1 × 10⁻⁹ Pa·m³/s bereiken (lekdetectie met heliummassaspectrometrie).
2. Afdichten met keramiek:
KOVAR kan worden afgedicht aan keramiek zoals aluminiumoxide en berylliumoxide door middel van actief metaalsolderen (bijvoorbeeld TiCuAg-vulmetalen) of directe verbinding, waardoor het geschikt is voor keramische verpakkingen met hoge- betrouwbaarheid.
3. Belangrijkste controlepunten: De drie belangrijkste controle-elementen voor Kovar en hermetische glasafdichting zijn:
Oxidefilmdikte: 2-5 μm. Te dun zal resulteren in onvoldoende afdichtingssterkte, en te dik zal ervoor zorgen dat de oxidefilm loslaat.
Verzegelingstemperatuur: 900-1000 graden, passend bij het verwekingspunt van het glas
Koelsnelheid: Langzame koeling is vereist (minder dan of gelijk aan 300 graden per uur) om te voorkomen dat thermische schokken glasscheuren veroorzaken.
4. Betrouwbaarheid:
De hermetische componenten van KOVAR zijn bestand tegen meer dan 1000 temperatuurcycli tussen -80 graden en +450 graden zonder de lekpercentages te overschrijden of mechanische storingen te ervaren.

Gedeeltelijke vervanging is mogelijk, maar moet worden beoordeeld op basis van specifieke temperatuurbereiken en vereisten voor afdichtingsmateriaal:
Voordelen van KOVAR:

1. Door de thermische uitzettingscoëfficiënt van borosilicaatglas in het bereik van -80 graden tot +450 graden te evenaren, is het de meest gebruikte en technisch volwassen afdichtingslegering op het gebied van elektronische verpakkingen.
2. Goede verwerkbaarheid en lasbaarheid, waardoor het in verschillende vormen kan worden gevormd.
3. Hoge afdichtingssterkte en goede luchtdichtheid, met een leksnelheid van < 1 × 10⁻⁹ Pa·m³/s.
4. Het heeft goede thermische uitzettingseigenschappen die vergelijkbaar zijn met die van aluminiumoxide-keramiek.

Beperkingen van KOVAR:
1. Verschillen in compatibiliteit met verschillende glassoorten:
Het is niet compatibel met natronkalkglas (uitzettingscoëfficiënt ongeveer 9 × 10⁻⁶ / graad) en in plaats daarvan moeten andere afdichtingslegeringen (zoals 4J28) worden gekozen.
2. Verschillen met lassen met gewoon RVS:
Bij het lassen met austenitisch roestvast staal moet aandacht worden besteed aan de spanning die wordt veroorzaakt door verschillen in de thermische uitzettingscoëfficiënt.
3. Inadequate high-temperature (>500 graden) prestaties:
De thermische uitzettingscoëfficiënt neemt aanzienlijk toe voorbij het Curiepunt, waardoor het ongeschikt is voor omgevingen met ultra-hoge- temperaturen.

4. Mismatch met glas met lage- uitzetting:
Voor kwartsglas (met een uitzettingscoëfficiënt van ongeveer 0,5 × 10⁻⁶ / graad ) moeten afdichtingslegeringen met lage- expansie (zoals 4J36) worden geselecteerd.

Aanbevelingen voor materiaalkeuze:
Geef voor een specifieke materiaalkeuze gedetailleerde bedrijfsomstandigheden op (materiaalsoort afdichtmiddel, temperatuurbereik, omgevingsmedium, levensduur). Wij kunnen u helpen met een technische en economische vergelijkingsanalyse om u te helpen de optimale keuze te maken tussen KOVAR en andere soorten afdichtingslegeringen.
Voor offertes over specifieke specificaties, materiaaltestrapporten of technische parameterbladen kunt u contact opnemen met onze verkoopingenieurs. We ondersteunen indien nodig het aanpassen van afmetingen, warmtebehandelingsomstandigheden en oppervlaktebehandelingen en bieden een volledige set internationaal gecertificeerde documenten.