KOVAR

1. Koeficient toplotne razteznosti, ki se ujema s trdim steklom in keramiko (osnovna prednost): V temperaturnem območju od -80 stopinj do +450 stopinj je povprečni koeficient linearne razteznosti 4.5 - 6.5 × 10⁻⁶ / stopinjo, kar se skoraj popolnoma ujema z borosilikatnim steklom in keramiko iz aluminijevega oksida, kar zagotavlja hermetičnost in dolgoročno zanesljivost zaprti sklop.
2. Odlično hermetično tesnjenje: po pred-oksidacijski obdelavi KOVAR tvori kemično vez s staljenim steklom. Stopnja puščanja po tesnjenju lahko doseže < 1 × 10⁻⁹ Pa·m³/s, kar izpolnjuje zahteve za visoko-zanesljivo elektronsko embalažo.
3. Dobra plastičnost in obdelavnost: z žarjenim raztezkom 20-30 % je lahko podvržen različnim preoblikovalnim postopkom, kot so hladno valjanje, hladno vlečenje, žigosanje in strojna obdelava.
4. Vrhunska učinkovitost varjenja in tesnjenja: lahko ga povežete z metodami, kot so TIG varjenje, uporovno varjenje, varjenje z elektronskim žarkom, lasersko varjenje in trdo spajkanje, z visoko trdnostjo tesnjenja pri lepljenju na steklo in keramiko.
5. Dobra dimenzijska stabilnost: po stabilizacijski obdelavi so spremembe dimenzij med dolgo-rabo minimalne, zaradi česar je primeren za natančne elektronske komponente.
6. Ustreza številnim mednarodnim standardom: ASTM F15, UNS K94610, GB/T 15018 (4J29), MIL-I-23011 itd.

A:

Ekspanzijske-lastnosti kovarja izhajajo iz njegove natančno nadzorovane vsebnosti niklja-kobalta in feromagnetnih lastnosti:

1. Razširjene uporabe Invarjevega učinka:
Ekspanzijske lastnosti KOVAR-ja temeljijo na Invarjevem učinku, vendar razširijo in premaknejo prvotno ozko nizko-temperaturno območje ekspanzije (-100 stopinj do +200 stopinj) v višje temperaturno območje (sobna temperatura do +450 stopinj) z dodajanjem približno 17 % kobalta in prilagajanjem vsebnosti niklja na približno 29 %. To se popolnoma ujema s temperaturnim območjem mehčanja borosilikatnega stekla.
2. Sinergistično delovanje niklja in kobalta:
Približno 29 % niklja in 17 % kobalta v zlitini skupaj delujeta tako, da ekspanzijska krivulja zlitine skoraj popolnoma sovpada s krivuljo trdega stekla v razponu temperature žarjenja stekla pri sobni temperaturi. To natančno ujemanje zagotavlja, da se med postopkom hlajenja pri tesnjenju skrčenje kovine natančno ujema s steklom, kar preprečuje čezmerno preostalo napetost na vmesniku tesnila.
3. Razmerje med Curiejevo točko in delovno temperaturo:
KOVAR ima Curiejevo točko približno 415 stopinj, njegova zgornja delovna temperaturna meja (okoli 450 stopinj) pa spada natančno v temperaturno območje žarjenja borosilikatnega stekla. To ni naključje, temveč osrednji vidik zasnove zlitine-ko zlitina prehaja iz feromagnetne v paramagnetno, se njena sprememba razteznega koeficienta sinhronizira s spremembo razteznih značilnosti stekla, kar doseže ujemanje v celotnem temperaturnem območju.

Toplotna obdelava KOVAR odločilno vpliva na končno mikrostrukturno stabilnost, dimenzijsko natančnost in hermetično tesnjenje:
1. Žarjenje (zmanjšanje napetosti, homogenizacija strukture):
Segrejte na 800-900 stopinj, držite 0,5 do 1 uro, nato ohladite v peči ali zračno ohladite s hitrostjo manj kot ali enako 300 stopinj na uro, da dobite stabilno avstenitno strukturo in enotne ekspanzijske lastnosti.
2. Stabilizacijska obdelava (priporočljivo za visoko{1}}precizne dele):
Držite pri 300-400 stopinjah 1 do 4 ure, nato pa počasi ohladite na sobno temperaturo, da odpravite preostale napetosti, stabilizirate avstenitno strukturo in zmanjšate dimenzijski premik med nadaljnjo uporabo.
3. Pred-obdelava oksidacije (za tesnjenje stekla):
Držite pri 900-1000 stopinjah 15 do 30 minut v atmosferi mokrega vodika ali atmosferi dušika z ustrezno količino kisika, da nastane gost oksidni film z debelino 2-5 μm, kar zagotavlja dobro tesnjenje s steklom. Glavna sestavina oksidnega filma je spinelna struktura (Co,Ni)Fe₂O₄.
4. Zdravljenje za lajšanje stresa (po strojni obdelavi):
Držite pri 200-300 stopinjah 1 do 2 uri, nato ohladite na zraku, da preprečite deformacijo zaradi rezalnih napetosti.
Opomba: KOVAR je nagnjen k rasti zrn pri visokih temperaturah, zato morata biti temperatura in čas žarjenja strogo nadzorovana. Pred-obdelava z oksidacijo je kritičen proces pri hermetičnem tesnjenju stekla, saj debelina in enakomernost oksidnega filma neposredno vplivata na trdnost lepljenja in zrakotesnost tesnila.

Učinkovita delovna temperatura (s stabilno zmogljivostjo pri raztezanju):
Priporočeno je -80 stopinj do +450 stopinj. V tem temperaturnem območju lahko ohrani koeficient toplotnega raztezanja, ki ustreza trdemu steklu, in odlično tesnilno zmogljivost za plin. Optimalno temperaturno območje tesnjenja je od 300 do 450 stopinj.
Temperatura-kratkotrajne izpostavljenosti:
Do +500 stopinj, vendar se bo koeficient toplotne razteznosti znatno povečal, kar lahko vpliva na zanesljivost tesnila.
Zmogljivost pri nizkih-temperaturah:
KOVAR ohranja dobro trdnost in žilavost pod -80 stopinjami, vendar lahko njegov koeficient toplotne razteznosti nekoliko odstopa od koeficienta stekla. Za aplikacije pri ultra-nizkih temperaturah je treba zanesljivost hermetičnega tesnjenja oceniti na podlagi posebnih delovnih pogojev.
Omejitve visoke-temperature:
Ko temperatura preseže 415 stopinj (Curiejeva točka), zlitina preide iz feromagnetne v paramagnetno, kar povzroči znatne spremembe njenih razteznih lastnosti in zmanjšano ujemanje s steklom. Zato KOVAR ni primeren za visoko{2}}temperaturna okolja nad 450 stopinj.

KOVAR izkazuje odlično hermetično tesnjenje in je nenadomestljiv ključni material v industriji elektronske embalaže:
1. Hermetično tesnjenje s steklom:
Po pred-obdelavi KOVAR na svoji površini tvori gosto oksidno plast (debeline 2-5 μm). Med postopkom tesnjenja stekla (pri približno 900-1000 stopinjah) se staljeno steklo kemično poveže s plastjo oksida, da ustvari visoko trdnost, hermetično zaprt vmesnik. Stopnja puščanja po tesnjenju lahko doseže < 1 × 10⁻⁹ Pa·m³/s (zaznavanje puščanja s helijevo masno spektrometrijo).
2. Tesnjenje s keramiko:
KOVAR je mogoče zatesniti na keramiko, kot sta aluminijev oksid in berilijev oksid, z aktivnim spajkanjem kovin (npr. TiCuAg dodajne kovine) ali neposrednim lepljenjem, zaradi česar je primeren za visoko-zanesljivo keramično embalažo.
3. Ključne kontrolne točke: Trije ključni kontrolni elementi za Kovar in stekleno hermetično tesnjenje so:
Debelina oksidnega filma: 2-5 μm. Pretanek bo povzročil nezadostno trdnost tesnjenja, predebel pa bo povzročil luščenje oksidnega filma.
Temperatura tesnjenja: 900-1000 stopinj, ki ustreza točki mehčanja stekla
Hitrost hlajenja: Potrebno je počasno hlajenje (manj kot ali enako 300 stopinj na uro), da preprečite, da bi toplotni šok povzročil pokanje stekla.
4. Zanesljivost:
Hermetične komponente KOVAR lahko prenesejo več kot 1000 temperaturnih ciklov med -80 stopinj in +450 stopinj, ne da bi presegle stopnje puščanja ali mehanske okvare.

Delna zamenjava je možna, vendar jo je treba ovrednotiti na podlagi posebnih temperaturnih območij in zahtev glede tesnilnega materiala:
Prednosti KOVAR:

1. Ujemanje koeficienta toplotnega raztezanja borosilikatnega stekla v območju od -80 stopinj do +450 stopinj je najbolj razširjena in tehnično zrela tesnilna zlitina na področju elektronske embalaže.
2. Dobra obdelovalnost in varivost, kar omogoča oblikovanje v različne oblike.
3. Visoka tesnilna trdnost in dobra zrakotesnost, s stopnjo puščanja tako nizko kot < 1 × 10⁻⁹ Pa·m³/s.
4. Ima dobre lastnosti ujemanja toplotnega raztezanja, podobne tistim pri keramiki iz aluminijevega oksida.

Omejitve KOVAR:
1. Razlike v združljivosti z različnimi vrstami stekla:
Ni združljivo s soda{0}}apnenim steklom (koeficient raztezanja približno 9 × 10⁻⁶ / stopinjo) in namesto tega je treba izbrati druge tesnilne zlitine (kot je 4J28).
2. Razlike od varjenja z navadnim nerjavnim jeklom:
Pri varjenju z avstenitnim nerjavnim jeklom je treba biti pozoren na napetost, ki jo povzročajo razlike v koeficientu toplotnega raztezanja.
3. Inadequate high-temperature (>500 stopinj) zmogljivost:
Koeficient toplotnega raztezanja se močno poveča nad Curiejevo točko, zaradi česar ni primeren za ultra-visoka-temperaturna okolja.

4. Neusklajenost s steklom z nizko-razteznostjo:
Za kremenčevo steklo (z razteznim koeficientom približno 0,5 × 10⁻⁶ / stopinjo) je treba izbrati tesnilne zlitine z nizko-razteznostjo (kot je 4J36).

Priporočila za izbiro materiala:
Za izbiro posebnega materiala navedite podrobne pogoje delovanja (vrsta tesnilnega materiala, temperaturno območje, okoljski medij, življenjska doba). Pomagamo vam lahko s tehnično in ekonomsko primerjalno analizo, da vam pomagamo narediti optimalno izbiro med KOVARjem in drugimi vrstami tesnilnih zlitin.
Za ponudbe o specifičnih specifikacijah, poročilih o preskusih materialov ali listih tehničnih parametrov se obrnite na naše prodajne inženirje. Po potrebi podpiramo prilagajanje dimenzij, pogojev toplotne obdelave in površinske obdelave ter zagotavljamo celoten sklop mednarodno potrjenih dokumentov.