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高功率微波窗口封接中的石英玻璃與金屬釬焊工


隨著高功率微波傳輸技術發展,對微波窗口結構性能要求越來越高,因窗口介質材料擊穿和密封性能帶來的問題成為制約超高功率微波裝置的瓶頸。在高功率微波作用在微波介質材料上時,熱擊穿、密封界面泄露、熱應力破裂等破壞性因素都會造成微波窗口的失效。熔融工藝石英玻璃微波窗口材料具有絕緣電阻率高、介電強度高、耐熱震性好、高溫強度高、耐腐蝕能力強、表面電荷累積率低,微波工作狀態下仍可以保持有極高的電路阻率和介電強度,特別是在微波頻帶內介電損耗極低,因此選用高純度石英玻璃作為微波窗口材料十分具有應用潛力。

微波窗口封接中石英玻璃與金屬釬焊

石英玻璃微波窗口的封接工藝一般有環氧樹脂密封、活性金屬釬焊、低溫金錫共晶釬焊、氧化物軟玻璃封接工藝,燒結粉沫工藝不適用于石英玻璃封接,因為較高的溫度工藝過程容易造成石英玻璃析晶,強度下降。在選用封接工藝時一般要考慮以下幾方面素:1、烘烤除氣溫度;2、工作耐溫;3、漏氣率等。環氧樹脂密封的除氣溫度一般限制在200℃以下,工作溫度限制在120℃以下,漏氣率相對較高,真空失效時間較短;钚越饘兮F焊一般選用含有鈦、鋯等活性金屬元素的合金釬料在700——900℃的焊接溫度、高真空條件下進行石英玻璃和金屬框架的焊接,活性金屬焊料容易對石英玻璃造成晶間應力損壞,所以活性金屬直接釬焊對操作者要求相對較高。軟玻璃封接封接溫度一般在600℃左右,選用玻璃焊料時應充分匹配框架、焊料、石英玻璃三者之間的線膨脹系數搭配關系,以保證依靠恰到好處的收縮應力能夠實現良好密封。金錫共晶封接工藝需要在石英玻璃和金屬框架密封部位鍍一定厚度的金層,在金錫共晶釬料加熱到320℃左右時,實現石英玻璃和金屬框架的封接,金錫共晶封接工藝可以耐受最高260℃的除氣溫度,最高工作溫度也可以接近260℃,密封泄漏率也可以控制在較低的水平上。為進一步緩解石英玻璃和金屬框架之間的熱應力,可以增加金等塑性較高的中間層。

  在實際應用過程中,活性金屬直接釬焊和金錫共晶封接工藝在不同使用溫度工況中形成了高低溫度搭配的工藝體系,并且取得了較好的材料結構參數。



【更新時間:2022-7-25】
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