Герметичные соединения стеклокерамики и металла: свойства, применение и преимущества. Уплотнение для различных металлов, высокая надежность и точность.
Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
Непроницаемое уплотнение между стеклокерамикой и металлом.
Airtight seal between glass ceramic and metal surfaces
Уплотнение стеклокерамики с металлом – это тип механического уплотнения, соединяющего стеклокерамические и металлические поверхности. Оно связано с уплотнениями стекла с металлом и, как и они, является герметичным (воздухонепроницаемым).
A glass ceramic to metal seal is a type of mechanical seal which binds glass ceramic and metal surfaces. They are related to glass to metal seals, and like them are hermetic (airtight).
Свойства
Стеклянная керамика – поликристаллический керамический материал, получаемый путем контролируемой кристаллизации подходящих стекол, как правило, силикатов. В зависимости от исходного состава стекла и выбранного режима термообработки, стеклянную керамику можно изготавливать с заданными характеристиками теплового расширения. Это делает ее идеальной для герметизации с широким спектром металлов – от вольфрама (W) и молибдена (Mo) с низким коэффициентом теплового расширения до нержавеющих сталей и никелевых суперсплавов с высоким коэффициентом. Герметичные соединения стеклокерамики с металлом обладают превосходящими свойствами по сравнению со стеклянными соединениями, включая более высокую жаропрочность, а также способность надежно герметизировать многие различные металлы и сплавы. Они применяются в электрических проходных уплотнениях для таких устройств, как колбы вакуумных выключателей и пиротехнических приводов, а также во многих областях, где требуется более высокая термостойкость, чем у стеклянных герметичных соединений, в том числе в твердооксидных топливных элементах.
Glass ceramics are polycrystalline ceramic materials prepared by the controlled crystallization of suitable glasses, normally silicates. Depending on the starting glass composition and the heat treatment schedule adopted, glass ceramics can be prepared with tailored thermal expansion characteristics. This makes them ideal for sealing to a variety of different metals, ranging from low expansion tungsten (W) or molybdenum (Mo) to high expansion stainless steels and nickel based superalloys. Glass ceramic to metal seals offer superior properties over their glass equivalents including more refractory behaviour, in addition to their ability to seal successfully to many different metals and alloys. They have been used in electrical feed through seals for such applications as vacuum interrupter envelopes and pyrotechnic actuators, in addition to many applications where a higher temperature capability than is possible with glass to metal seals is required, including solid oxide fuel cells.
Процесс
При формировании стеклокерамического соединения с металлом, детали, которые необходимо соединить, сначала нагревают, как правило в инертной атмосфере, для расплавления стекла и обеспечения его смачивания и растекания по металлическим деталям, аналогично процессу подготовки обычного стеклометаллического уплотнения. Затем температуру обычно снижают до режима, в котором в стекле формируется множество микроскопических зародышей. После этого температуру снова повышают до режима, позволяющего основным кристаллическим фазам формироваться и расти, создавая поликристаллический керамический материал с характеристиками теплового расширения, подобранными под характеристики конкретных металлических деталей.
In the formation of a glass ceramic to metal seal, the parts to be joined are first heated, normally under inert atmosphere, in order to melt the glass and allow it to wet and flow into the metal parts, in much the same way as when preparing a more conventional glass to metal seal. The temperature is then normally reduced into a temperature regime where many microscopic nuclei are formed in the glass. The temperature is then raised again into a regime where the major crystalline phases can form and grow to create the polycrystalline ceramic material with thermal expansion characteristics matched to that of the particular metal parts.