Teknik Arka Plan ve Endüstri İhtiyaçları

Demagnetizable iron-nickel alloy is a special alloy that achieves a specific thermal expansion coefficient through precise control of the iron-nickel ratio and is widely used in electronic packaging, aerospace, precision instruments and other fields. Its core requirement is to achieve thermal expansion matching with non-metallic materials such as ceramics and glass, in order to avoid stress cracking or seal failure caused by temperature changes. Qingchuan New Materials (Zhengzhou) Co., Ltd. has formed a full-chain technological layout from material design to precision processing in this field, thanks to its many years of experience in researching high-purity metals and special alloys.

Tekchuang New Materials' Technical Advantages Analysis

Qinchuan New Materials is located in the Zhengzhou High-Tech Industrial Development Zone, with modern standard workshops and multiple special alloy production lines. Equipped with core facilities such as high-vacuum melting furnaces and precision rolling mills, it can achieve atomic-level control of iron-nickel alloy composition. Its R&D team, by optimizing the heat treatment process, has stabilized the thermal expansion coefficient of the alloy at (5.0±0.2)×10⁻⁶/℃ (20-300℃ range), achieving a matching degree of over 98% with 96% alumina ceramics, significantly enhancing sealing reliability. In addition, the company has established a full-process quality control system covering raw material inspection, process monitoring, and finished product verification by introducing laser spectrometers and metallographic microscopes, ensuring that the batch stability of the products exceeds industry standards.

Practical Case: Sealing Project for a Spacecraft Electronic Compartment

Bir tür uzay aracı elektronik kabin kapama projesinde, müşteri, alaşımın -55℃ ile +125℃ sıcaklık aralığında seramik tabanla termal genleşme uyumluluğunu sağlamasını ve vakum ortamında gaz geçirmezlik gereksinimlerini karşılamasını talep etmiştir. Qinchuan Yeni Malzemeler Teknoloji Ekibi, aşağıdaki adımları izleyerek teknolojik atılım gerçekleştirmiştir:

ADIM 1: Malzeme Özel Geliştirme
Temel alınan müşteri tarafından sağlanan seramik taban termal genleşme eğrisi üzerine, çelik-nikel oranı 42:58 (ağırlık oranı) olarak ayarlanmış ve kristal partikülleri incelemek için az miktarda torium elementi eklenmiştir. Bu şekilde, lejyonun termal genleşme katsayısı (5.1±0.1)×10⁻⁶/℃ olarak kesin bir şekilde kontrol edilmiştir.

ADEM 2: Hassas kalıplama ve ısı işleme
Malzeme, vakum manyetik eritim + dövme teknolojisi ile hazırlanır, kalınlık 0.5mm ± 0.02mm'ye soğuk çelikleme yoluyla kontrol edilir, ardından işleme stresini ortadan kaldırmak için aşamalı ısıtma (850°C'de 2 saat ısıtma ve fırında 600°C'ye soğutma, ardından oda sıcaklığına kadar soğutma) uygulanır, malzemenin düzgünlüğü 0.05mm/m'den iyi sağlanır.

Adım 3: Kapama Performansı Doğrulama
Through helium mass spectrometry leak detection, the leakage rate of sealed components is lower than 1×10⁻¹¹Pa·m³/s, meeting the aerospace grade airtightness requirements; after 100 thermal cycle tests (-55℃ to +125℃, heating and cooling rate of 10℃/min), there is no cracking or peeling phenomenon at the sealing interface, verifying the long-term reliability of the material.

Teknik Parametreler ve Uyumluluk Senaryoları

Jinchuan New Materials iron-nickel fixed expansion sealing alloy main technical parameters are as follows:
Malzemelerin miktar aralığı: Fe 40-45%、Ni 55-60%、Nb 0.1-0.3%（ağırlık oranına göre）
Termal genişleme katsayısı: (5.0±0.2)×10⁻⁶/℃ (20-300℃)
• Çekme dayanımı: ≥600MPa
Elongation: ≥15%
• Working temperature range: -196°C to +400°C
Bu malzeme, yüksek güçlü elektronik cihaz ambalajlama, lazer hücresi izolasyonu, havacılık ve uzay sensör bileşenleri gibi yüksek termal uyumluluk gereksinimleri olan durumlar için uygundur ve termal genişleme uyumsuzluğundan kaynaklanan cihaz arızalarını etkili bir şekilde çözebilir.

Sıkça Sorulan Sorular: Demir-nikel sabit genişleme kaplama çeliği teknolojik zorluklar çözümü

Q1: How to balance the strength and thermal expansion coefficient of the alloy?
A: Mikroskopik kristalline Ausfällungen durch die Zugabe von Spuren von Niobium bilden, um die Festigkeit zu erhöhen, während die Beeinflussung der thermischen Ausdehnungskoeffizienten minimiert wird. Qinchuan New Materials optimiert durch umfangreiche Experimente die Komponentenverhältnisse, um eine koordinierte Kontrolle von Festigkeit und thermischer Ausdehnungskoeffizient zu gewährleisten.

Q2: How to avoid oxidation during sealing process?
A: Vacuum melting and inert gas protected rolling process adopted, oxygen content controlled throughout the process below 10ppm; acid pickling and electroplating with nickel are performed on the alloy surface before sealing, forming a dense oxide film to further block oxygen contact.

Q3: Bu malzeme Kovar (Kovar) yerine kullanılabilir mi?
A: İç ısı genleşme katsayısı uyumlu seramik ortamlarında, Qinchuan Yenilikçi Malzemeler'in Fe-Ni alaşımı, bileşim ayarlamasıyla Kova合金e benzer performans elde edebilir ve maliyet yaklaşık %20 azalır, şimdi Çin'deki çok sayıda şirket tarafından alternatif olarak uygulanmıştır.