熔封气氛对金属与玻璃封接外观的影响

来源:真空技术网(www.chvacuum.com)北京科技大学材料科学与工程学院 作者:罗大为

         选择四种具有代表性的依次从还原到氧化的气氛,其氧化能力逐渐增强. 在这四种气氛下封接后,观察底盘封接区的外观如图1所示. 在还原性的1%H2-N2气氛中熔封时,在玻璃绝缘子和底盘之间局部往往可见空洞,封接件漏率较高,如图1(a)所示. 这可能是由于在这种气氛中氧化膜容易被还原,熔融玻璃不能充分润湿金属表面的缘故.

不同熔封气氛下封接后的外观 

图1  不同熔封气氛下封接后的外观. (a) 1%H2-N2 ; (b) 1.5%H2-1%H2O-N2; (c) N2; (d) 1%H2O-N2气氛

          在纯N2 气氛中熔封时,底盘封接区往往可见一圈规则分布的玻璃状物质,即发生所谓的玻璃飞溅现象,如图1(c)所示. 目前国内大部分工厂都存在这种问题,他们采用的熔封气氛是纯N2 ,纯N2 一般被认为是一种惰性气氛,事实上即使是高纯N2,也会含有痕量的水和氧,具有一定的氧分压,因此很难算是真正意义的惰性气氛,而是微氧化气氛,在这种气氛封接时出现玻璃飞溅现象是不可避免的. 在氧化性1%H2O-N2气氛中封接时玻璃飞溅现象更严重,甚至可见玻璃已溢出到底盘封接区外,如图1 ( d) 所示. 只有在弱还原气氛的1.5%H2-1%H2O-N2气氛中封接时,底盘表面无玻璃飞溅而且结合较好,如图1 (b) 所示. 这些结果表明随着熔封气氛氧化性的逐渐增强,玻璃飞溅越来越严重,直至玻璃溢出. 在四种不同类型的气氛中进行封接时只有在弱还原气氛能够满足生产中外观的要求,故熔封温度和时间对封接性能影响的实验也是选择在1.5%H2-1%H2O-N2 气氛中进行的.

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