Примеры применения припоя AgCuInTi (серебро-медь-индий-титан)

Припой из серебра, меди, индия и титана (обычно это сплав Ag-Cu-In с добавлением небольшого количества Ti в качестве активного элемента) представляет собой активный припой. Его основное преимущество заключается в добавлении титана (Ti), что позволяет этому припою напрямую смачивать и соединять керамику, керамические композиционные материалы (ККМ) и тугоплавкие металлы без предварительной металлизации керамики (например, методом молибден-марганцевого покрытия). Это делает его незаменимым в приложениях, требующих соединения неметаллических материалов (особенно керамики) с металлами в условиях высокой надежности, высоких температур или вакуума.

Ниже приведены примеры конкретных областей применения:

1. Аэрокосмическая и оборонная промышленность:

Герметизация корпусов датчиков летательных аппаратов: создание вакуумно-герметичного соединения высокоэффективных керамических окон или датчиков из оксида алюминия, нитрида алюминия и т.д. с корпусами из титанового сплава, нержавеющей стали или жаропрочных сплавов. Активность титана обеспечивает прочное газонепроницаемое соединение между керамикой и металлом, защищая внутренние высокоточные электронные компоненты от неблагоприятных условий (высокие температуры, высокая влажность, коррозия, вакуум). Например, корпуса инфракрасных датчиков, лазерных гироскопов.

Соединение компонентов из керамических композиционных материалов (ККМ): соединение компонентов ККМ (например, лопаток турбин, деталей горячего конца) между собой или с металлическим основанием/опорной конструкцией. Припой Ag-Cu-In-Ti обеспечивает хорошую высокотемпературную прочность и окислительную стойкость при соединении ККМ.

Радарные/системы связи: используется для изготовления ключевых компонентов вакуумных СВЧ-приборов, таких как лампы бегущей волны, клистроны, например, для создания вакуумно-герметичного соединения оксидного алюминиевого керамического выходного окна с бескислородной медной фланцем, обеспечивая эффективную передачу СВЧ-сигналов и длительный срок службы прибора.

2. Силовая электроника и корпусирование полупроводников:

Соединение подложек IGBT/DBC: пайка керамических подложек (DBC) из нитрида алюминия или оксида алюминия с медной основой или радиатором. Припой Ag-Cu-In-Ti Отличная теплопроводность, хорошее соединение с керамикой и относительно низкая температура пайки (по сравнению с высокотемпературными припоями из чистого серебра или серебра с медью) делают его идеальным выбором для отвода тепла в модулях высокой плотности мощности (например, инверторы электромобилей, промышленные преобразователи частоты). Он может значительно снизить термическое сопротивление на границе раздела, повысив эффективность отвода тепла и надежность модуля.

Корпусирование мощных лазерных диодов/полупроводниковых лазеров: пайка теплоотвода из нитрида алюминия или оксида бериллия (при допустимости использования) с теплоотводящим блоком из сплава меди с вольфрамом или меди с молибденом. Требуется очень низкое тепловое сопротивление и высокая надежность, Припой Ag-Cu-In-Ti способный удовлетворить этим жестким требованиям.

Внутренние соединения силовых полупроводниковых приборов: используется в некоторых специфических конструкциях для соединения керамических изоляторов или подложек с металлическими электродами или корпусом.

3. Медицинское оборудование:

Медицинское оборудование для визуализации: в ключевых компонентах, таких как рентгеновские трубки компьютерных томографов, радиочастотные катушки аппаратов МРТ и т.д., требуется создание вакуумно-герметичного, высокоизоляционного и немагнитного соединения керамических (например, оксида алюминия) изоляторов или окон с металлическими корпусами (например, нержавеющая сталь, титановый сплав). Припой Ag-Cu-In-Ti является идеальным выбором.

Имплантируемые медицинские устройства: в некоторых высококачественных имплантируемых устройствах с длительным сроком службы (например, нейростимуляторах) этот припой может использоваться для соединения керамических токоведущих элементов с титановым корпусом, обеспечивая биосовместимость и длительную герметизацию от биологических жидкостей.

4. Вакуумная техника и научные исследования:

Компоненты сверхвысоковакуумных/экстремально высоковакуумных систем: используются для изготовления фланцев вакуумных камер, смотровых окон, токоведущих элементов, компонентов ионных источников и т.д. в ускорителях частиц, установках для экспериментов по термоядерному синтезу (например, токамаках), устройствах для анализа поверхности (например, XPS, AES). Требуется создание сверхвысоковакуумного герметичного соединения керамики (например, оксида алюминия, сапфира) с металлом (нержавеющая сталь, бескислородная медь, сплав Ковар), способного выдерживать высокие температуры при высокотемпературной дегазации. Припой Ag-Cu-In-Ti является одним из стандартных вариантов для таких применений.

Криостаты: соединение керамических компонентов низкотемпературных детекторов или экспериментальных установок с металлическими сосудами Дьюара.

5. Специальные отрасли промышленности:

Высокотемпературные датчики: изготовление защитных чехлов или датчиков для термопар, используемых в расплавленных металлах, высокотемпературных печах и т.д., соединение керамических защитных трубок (например, оксида алюминия, муллита) с металлическими соединительными элементами.

Коррозионно-стойкое оборудование: используется в специальном оборудовании, где требуется соединение керамики с металлом и требуется стойкость к сильно корродирующим химикатам.

Изготовление ювелирных изделий: в высококачественных ювелирных изделиях используется для пайки специальных сплавов, которые трудно обрабатывать обычными припоями, или для реставрации антикварных ювелирных изделий (требуется осторожность, так как индий является дорогостоящим компонентом).

Заключение Припой из серебра, меди, индия и титана ключевые характеристики и области применения:

Основное преимущество: активный элемент титан обеспечивает превосходную смачиваемость керамики и тугоплавких материалов.

Основные типы применения: случаи, когда требуется высоконадежное соединение керамики, ККМ или тугоплавких металлов с металлами (например, медь, медные сплавы, сплав Ковар, нержавеющая сталь, титановые сплавы, жаропрочные сплавы).

Ключевые требования: высокая вакуумная герметичность, отличная теплопроводность, высокая прочность при высоких температурах, термостойкость, высокая надежность, стабильность в экстремальных условиях.

Типичные соединяемые материалы: оксид алюминия, нитрид алюминия, оксид циркония, сапфир, карбид кремния, нитрид кремния, керамические композиционные материалы и т.д. ➔ медь, бескислородная медь, нержавеющая сталь, титановые сплавы, сплав Ковар, молибден, вольфрам и т.д.

При выборе и применении припоев из серебра, меди, индия и титана необходимо строго контролировать процесс пайки (температура, время, атмосфера — обычно в вакууме или в среде высокочистого инертного газа), чтобы обеспечить полное проявление активности титана и образование высококачественного соединения. Стоимость таких припоев обычно выше, чем у обычных, но их уникальные свойства в решении сложной задачи соединения керамики и металла делают их незаменимыми во многих областях высоких технологий.

*Изображения в этой части взяты из Baidu. В случае нарушения авторских прав, пожалуйста, свяжитесь с нами для удаления.