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Kovar合金的粉末注射成形工艺研究

周晓晖  
【摘要】:Kovar合金具有较低的热膨胀系数,可与陶瓷,玻璃等材料进行封接,已广泛应用于微电子和光纤通信领域。本文采用毛细管流变仪和热重分析仪分别研究了粉末喂料的流变行为和成形性的脱脂规律。采用扫描电镜与热膨胀仪等现代分析手段研究了粉末注射成形Kovar合金产品的微观组织和热膨胀性能。 研究了三种蜡基多聚和物粘结剂体系喂料的流变性,通过对应变敏感性参数n的比较,得出比较适宜注射成形的是58%PW+20%CERESIN+10%EVA+10%hdpe+2%SA的喂料。对应的最佳注射工艺参数为:注射温度135℃~140℃、注射压力80%、保压压力70%、模具温度40℃。实验采用两种脱脂工艺热脱脂和溶剂脱脂,其中热脱脂在H_2气氛下进行,较理想工艺为:室温~115℃,升温时间为30分钟;115℃~350℃,升温时间为240分钟,保温时间为1小时;350℃~490℃,升温时间为30分钟,保温时间为30分钟;490℃~620℃,升温时间为30分钟,保温时间为30分钟;较理想的溶剂脱脂工艺为:将注射坯浸入三氯乙烯+乙醇+花生油的混合溶剂当中进行脱蜡,时间为13个小时,蜡组元基本脱除干净,且无变形与开裂。其后续热脱脂工艺为:室温~350℃,升温时间为100分钟,保温40分钟;350℃~430~C,升温时间为60分钟,保温60分钟;最后随炉冷却到室温。 研究了不同的烧结温度与不同的保温时间对烧结密度的影响。结 果表明,随着烧结温度的升高,保温时间的延长,烧结坯的密度明显 提高。1280℃下烧结2小时,密度可达8.13眺m,。烧结采用氢气气 氛,使得烧结坯几乎完全脱碳,这对合金的膨胀系数有着积极的影响。 研制的Kovar合金的热膨胀系数达到了国家有关标准。


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