Teknik Arka Plan: Demir Nikel Belirli Genişleme Kaplama Demir Çelik Endüstriyel Değeri

Demagnetizable Fe-Ni alloy is a special alloy material that achieves matching of thermal expansion coefficient with non-metallic materials such as glass and ceramics by precisely controlling the proportion of iron (Fe) and nickel (Ni) elements. Its core advantage lies in avoiding封装 failure caused by thermal stress and is widely used in high reliability fields such as semiconductor devices, sensors, aerospace electronics, etc. Qinchuan New Materials (Zhengzhou) Co., Ltd., relying on modern standard factories in Zhengzhou High-Tech Industrial Development Zone, is equipped with high-precision melting, heat treatment and precision processing production lines, focusing on the research and large-scale production of Fe-Ni fixed expansion alloys. The purity of the products reaches more than 99.95%, and the expansion coefficient stability is controlled within ±1×10⁻⁶/℃。

Tekniksel Analiz: Kompozisyon Tasarımı ve Performans Ayarı

Demir-niksel sabit genişleme alaşımının performans çekirdeği bileşim tasarımıdır. Qinchuan Yeni Malzemeler, Fe-Ni ikili sistemindeki nikel içeriğini (genellikle %30 ila %50) ayarlayarak, az miktarda kobalt (Co), manganez (Mn) gibi elementlerin eklenmesiyle, 5×10⁻⁶/℃ ila 15×10⁻⁶/℃ arasındaki termal genleşme katsayısının kesin ayarlanmasını sağlar. Örneğin, ana ürünü olan 4J29 alaşımı (%28.5 ila %29.5 Ni içeren), -60℃ ila +400℃ sıcaklık aralığında borosilikat cam ile termal genleşme katsayısının uyumluluğu %98'in üzerinde, yüksek vakum elektronik cihazlarının paketleme gereksinimlerini karşılar. Üretim sürecinde, Qinchuan vakum indüksiyon eritme teknolojisi kullanır, alaşım bileşim homojenliğini (≤0.05%) sağlar ve çok aşamalı ısı işleme işlemleri ile kalıcı stresi ortadan kaldırır, malzeme plastikliğini artırır (kesik sonrası uzama oranı ≥25%).

Practical Guide: Processing and Packaging Technology for Iron-Nickel Alloys

Örnek olarak yarı iletken güc aygıtları paketlemesi alın, çelik-nikel alaşımının işlenmesi aşağıdaki adımlara dikkatlice uygulanmalıdır:
ADIM 1: Malzeme ön işleme: After cutting the alloy sheet to the design size, surface oil is removed by ultrasonic cleaning, followed by annealing at 850℃ for 2 hours under hydrogen atmosphere to eliminate work hardening.
ADIM 2: Düzenli KalıplamaSLOW WIRE CUTTING or LASER CUTTING technology is used to ensure that the dimension tolerance of the sealing ring is controlled within ±0.02mm, to avoid air leakage due to assembly gap.
ADIM 3: Cam Shişe-Metal Kaplama：Pretreatment alloy parts are heated to 820°C in a nitrogen atmosphere furnace, kept at temperature for 30 minutes, and then slowly cooled. The sealing strength can reach more than 50MPa. Qinchuan New Materials significantly improves the wettability of glass by optimizing the thickness of the alloy surface oxide layer (100~200nm), reducing the bubble rate of sealing to below 0.5%.

Case Analysis: Sealing Application of a New Energy Vehicle IGBT Module

Bir önde gelen yeni enerji otomobili şirketi, QinChuan 4J29 alaşımını IGBT modüllerinde kullanarak, geleneksel alüminyum-silisyum alaşımının ısı genleşme katsayısının uyumsuzluğundan kaynaklanan gücün döngü süresi yetersizliği sorununu çözmüştür. Gerçekleştirilen ölçüm verilerine göre, -40℃ ile +150℃ arasında 10 bin defa sıcaklık şok döngüsü geçirdikten sonra, kaplama tabakasında çatlama gözlenmemiş, modülün sızma akımı 0.1μA'nın altında sabit kalmıştır. Bu, alüminyum-silisyum alaşımına göre ömrü 3 kat artırmıştır. QinChuan yeni malzemeler, müşteriyle birlikte özel alaşım bileşimlerini geliştirerek (Ni içeriğini %31.5'e ayarlayarak), malzemenin yüksek frekanslı titreşim ortamlarındaki yorgunluk direncini daha da optimize etmiştir. Bu ürün şu anda birçok yeni enerji otomobili şirketinin elektrik kontrol sistemlerinde büyük ölçüde kullanılmaktadır.

SSS: frequently asked questions about FeNi shape memory alloy

Q1: Demir-nikel alaşımının sızma sıcaklığı nasıl belirlenir?
A: Kaplama sıcaklığı, camın yumuşama noktası (genellikle 780~850℃) ve alaşımın yeniden kristalleşme sıcaklığına göre belirlenmelidir. ShingChuan 4J29 alaşımının önerilen kaplama sıcaklığı 820℃'dir; bu sıcaklıkta cam viskozitesi ve alaşım plastisitesi en iyi uyumlulukta olup, aşırı yanma veya gevşek kaplama önlenir.
Q2: Alüminyum bileşik yüzey oksit tabakası, sızma kalitesi üzerinde nasıl bir etki eder?
A: Azoyunma qabığın (100-200 nm) camın nemlenme yeteneğini artırabilir, ancak aşırı kalınlık yapıştırma tabakasını kırılgan hale getirebilir. Qinchuan, termik işleme atmosferini (oxygen basıncı ≤10⁻³ Pa) kontrol ederek oksit tabaka kalınlığını kesin olarak ayarlar.
Q3: Demir-nikel alaşımı yüksek sıcaklık ortamlarında kullanılabilir mi?
A: Uzun vadeli kullanım sıcaklık sınırı 400°C olan 4J29 alaşımının, daha yüksek sıcaklık gerektiğinde 4J42 alaşımı (42% Ni içerir) seçilebilir, kullanım sıcaklığı 500°C'ye kadar genişletilebilir, ancak termal genişleme katsayısı da buna göre 10×10⁻⁶/°C'ye yükselir.