熔封氣氛對金屬與玻璃封接外觀的影響

2009-05-24 羅大為 北京科技大學材料科學與工程學院

         選擇四種具有代表性的依次從還原到氧化的氣氛,其氧化能力逐漸增強. 在這四種氣氛下封接后,觀察底盤封接區(qū)的外觀如圖1所示. 在還原性的1%H2-N2氣氛中熔封時,在玻璃絕緣子和底盤之間局部往往可見空洞,封接件漏率較高,如圖1(a)所示. 這可能是由于在這種氣氛中氧化膜容易被還原,熔融玻璃不能充分潤濕金屬表面的緣故.

不同熔封氣氛下封接后的外觀 

圖1  不同熔封氣氛下封接后的外觀. (a) 1%H2-N2 ; (b) 1.5%H2-1%H2O-N2; (c) N2; (d) 1%H2O-N2氣氛

          在純N2 氣氛中熔封時,底盤封接區(qū)往往可見一圈規(guī)則分布的玻璃狀物質(zhì),即發(fā)生所謂的玻璃飛濺現(xiàn)象,如圖1(c)所示. 目前國內(nèi)大部分工廠都存在這種問題,他們采用的熔封氣氛是純N2 ,純N2 一般被認為是一種惰性氣氛,事實上即使是高純N2,也會含有痕量的水和氧,具有一定的氧分壓,因此很難算是真正意義的惰性氣氛,而是微氧化氣氛,在這種氣氛封接時出現(xiàn)玻璃飛濺現(xiàn)象是不可避免的. 在氧化性1%H2O-N2氣氛中封接時玻璃飛濺現(xiàn)象更嚴重,甚至可見玻璃已溢出到底盤封接區(qū)外,如圖1 ( d) 所示. 只有在弱還原氣氛的1.5%H2-1%H2O-N2氣氛中封接時,底盤表面無玻璃飛濺而且結(jié)合較好,如圖1 (b) 所示. 這些結(jié)果表明隨著熔封氣氛氧化性的逐漸增強,玻璃飛濺越來越嚴重,直至玻璃溢出. 在四種不同類型的氣氛中進行封接時只有在弱還原氣氛能夠滿足生產(chǎn)中外觀的要求,故熔封溫度和時間對封接性能影響的實驗也是選擇在1.5%H2-1%H2O-N2 氣氛中進行的.