Latar belakang teknikal: Nilai industri aloi pengedap pengembangan tetap besi-nikel

Aloi pengedap pengembangan tetap besi-nikel adalah sejenis bahan aloi khas yang sesuai dengan pekali pengembangan terma bahan bukan logam seperti kaca dan seramik dengan mengawal nisbah besi (Fe) dan nikel (Ni) dengan tepat. Kelebihan utamanya ialah ia dapat mengelakkan kegagalan pembungkusan yang disebabkan oleh tekanan terma, dan digunakan secara meluas dalam peranti semikonduktor, sensor, elektronik aeroangkasa dan bidang lain dengan keperluan kebolehpercayaan yang tinggi. Qingchuan New Materials (Zhengzhou) Co., Ltd. bergantung pada bangunan kilang standard moden di Zon berteknologi tinggi Zhengzhou, dilengkapi dengan peleburan berketepatan tinggi, rawatan haba dan barisan pengeluaran pemprosesan ketepatan, dengan fokus pada penyelidikan dan pengembangan dan pengeluaran besar-besaran aloi pengembangan tetap-nikel besi, dan kemurnian produk melebihi 99.95%. Kestabilan pekali dikawal dalam ± 1 × 10 ⁻/℃.

Analisis teknikal: reka bentuk komponen dan kawalan prestasi

Inti prestasi aloi pengembangan tetap besi-nikel terletak pada reka bentuk komposisi. Bahan baru Qingchuan menyesuaikan kandungan nikel dalam sistem binari Fe-Ni (biasanya 30% ~ 50%), digabungkan dengan penambahan unsur-unsur seperti kobalt surih (Co), mangan (Mn), untuk mencapai kawalan pekali pengembangan haba yang tepat dalam lingkungan 5 × 10 ⁻/℃ hingga 15 × 10 ⁻/℃. Contohnya, produk utamanya aloi 4J29 (termasuk 28.5% ~ 29.5% Ni), yang sepadan dengan pekali pengembangan termal kaca borosilikat dalam julat suhu-60 ℃ hingga 400 ℃ lebih dari 98%, yang memenuhi keperluan pembungkusan peranti elektronik vakum tinggi. Semasa proses pengeluaran, Qingchuan menggunakan teknologi peleburan induksi vakum untuk memastikan keseragaman komposisi aloi (≤ 0.05%), dan menghilangkan tekanan sisa melalui proses rawatan haba pelbagai peringkat untuk meningkatkan keplastikan bahan (pemanjangan ≥ 25% selepas rehat).

Panduan praktikal: teknologi pemprosesan dan pembungkusan aloi besi-nikel

Dengan mengambil contoh pembungkusan peranti kuasa semikonduktor, pemprosesan aloi besi-nikel perlu mengikuti langkah-langkah berikut:
LANGKAH1: Pra-rawatan bahan: Setelah memotong kepingan aloi ke ukuran reka bentuk, lakukan pembersihan ultrasonik untuk menghilangkan minyak permukaan, dan kemudian lakukan rawatan penyepuhlindapan 850 ℃ × 2 jam di bawah suasana hidrogen untuk menghilangkan pengerasan pemprosesan.
LANGKAH2: Pembentukan ketepatan: Mengamalkan pemotongan wayar bergerak perlahan atau proses pemotongan laser untuk memastikan bahawa toleransi dimensi cincin pengedap dikendalikan dalam ± 0.02mm untuk mengelakkan kebocoran udara kerana jurang pemasangan.
LANGKAH3: Segel kaca-logam: Panaskan bahagian aloi yang telah dibentuk dan kaca borosilikat dalam relau pelindung nitrogen hingga 820 ° C, dan perlahan-lahan menyejukkannya setelah 30 minit pemeliharaan haba, dan kekuatan pengedap dapat mencapai lebih dari 50MPa. Bahan baru Qingchuan mengoptimumkan ketebalan lapisan oksida pada permukaan aloi (100 ~ 200nm), yang meningkatkan kebasahan kaca dengan ketara dan mengurangkan kadar gelembung pengedap di bawah 0.5%.

Pembongkaran kes: aplikasi pengedap modul IGBT kenderaan tenaga baru

Sebuah syarikat kenderaan tenaga baru yang menggunakan modul IGBT pengedap aloi Qingchuan 4J29, yang menyelesaikan masalah jangka hayat kitaran kuasa yang tidak mencukupi yang disebabkan oleh pekali pengembangan haba aloi silikon aluminium tradisional yang tidak sepadan. Data yang diukur menunjukkan bahawa setelah kitaran hentaman 100,000 kali pada suhu-40 ℃ hingga 150 ℃, tidak ada keretakan pada lapisan pengedap, dan arus kebocoran modul stabil di bawah 0.1μA, yang tiga kali lebih lama daripada jangka hayat skema aloi silikon aluminium. Qingchuan New Materials telah mengoptimumkan lagi prestasi anti-keletihan bahan dalam persekitaran getaran frekuensi tinggi melalui pengembangan bersama komponen aloi yang disesuaikan dengan pelanggan (menyesuaikan kandungan Ni menjadi 31.5%). Pada masa ini, produk ini telah digunakan secara berkumpulan di banyak syarikat kenderaan tenaga baru Sistem kawalan elektronik.

FAQ: Soalan Lazim mengenai aloi pengembangan tetap nikel besi

S1: Bagaimana menentukan suhu pengedap aloi besi-nikel?
J: Suhu pengedap bergantung pada titik pelembutan kaca (biasanya 780 ~ 850 ℃) dan suhu penghabluran semula aloi ditentukan secara komprehensif. Suhu pengedap yang disyorkan untuk aloi Qingchuan 4J29 adalah 820 ℃. Pada masa ini, kelikatan kaca dan keplastikan aloi adalah yang terbaik, yang dapat mengelakkan pembakaran berlebihan atau pengedap yang tidak betul.
S2: Apakah kesan lapisan oksida pada permukaan aloi terhadap kualiti pengedap?
J: Lapisan oksida sederhana (100 ~ 200nm) dapat meningkatkan kebasahan kaca, tetapi terlalu tebal akan menyebabkan lapisan kedap menjadi rapuh. Qingchuan menyedari kawalan tepat ketebalan lapisan oksida dengan mengawal suasana rawatan haba (tekanan separa oksigen ≤ 10 ⁻ ³ Pa).
S3: Bolehkah aloi besi-nikel digunakan dalam persekitaran suhu tinggi?
J: Had atas suhu penggunaan jangka panjang aloi 4J29 adalah 400 ℃. Sekiranya anda memerlukan suhu yang lebih tinggi, anda boleh memilih aloi 4J42 (termasuk 42% Ni). Suhu penggunaannya dapat diperluas hingga 500 ℃, tetapi pekali pengembangan terma akan meningkat menjadi 10 × 10. ⁻/℃.