I. Teknik arka plan: demir-nikel sabit genleşme sızdırmazlık alaşımının temel değeri

Demir-nikel sabit genleşme sızdırmazlık alaşımı, nikel içeriğini doğru bir şekilde ayarlayarak cam/seramik ile eşleşen ısıl genleşme katsayısını sağlayan özel bir fonksiyonel malzeme sınıfıdır, elektrikli vakum cihazlarında, yarı iletken ambalajlarında, havacılık sensörlerinde ve diğer alanlarda yaygın olarak kullanılır. Temel avantajı, aşırı sıcaklık ortamlarında ekipmanın uzun vadeli güvenilirliğini sağlamak için, metal ve metal olmayan malzemelerin ısıl genleşme katsayılarındaki farklılıkların neden olduğu sızdırmazlık arayüzünün çatlama problemini çözmektir.

İkincisi, Qingchuan'ın yeni malzemelerinin teknik düzeni: Ar-Ge'den seri üretime kadar tüm zincir yetenekleri

1. Ar-Ge platformu: multidisipliner bir yenilik sistemi
Zhengzhou Yüksek Teknoloji Sınai Gelişme Bölgesi'nin konum avantajlarına dayanarak, Qingchuan Yeni Malzemeler, çekirdek olarak malzeme bilimi ile metalurji mühendisliği, ısıl işlem teknolojisi ve hassas işlemeyi birleştiren çok disiplinli bir araştırma ve geliştirme ekibi kurdu. Teknik merkezi, bileşen tasarımından performans doğrulamasına kadar tam işlem kapalı döngü kontrolünü gerçekleştirebilen taramalı elektron mikroskobu (SEM), enerji spektrum analizörü (EDS) ve termal genleşme katsayısı test cihazı gibi yüksek hassasiyetli ekipmanlarla donatılmıştır.

2. Süreç Atılımı: Vakumlu Eritme ve Yönlü Katılaşma Teknolojisi
Demir-nikel sabit genleşme alaşımının saflığının katı gereksinimlerine cevap olarak, Qingchuan, oksijen içeriğini ≤ 15ppm ve azot içeriğini ≤ 10ppm olarak kontrol etmek için vakum endüksiyonlu eritme (VIM) elektrikli cüruf yeniden eritme (ESR) çift bağlantı işlemini benimsemiştir. Yönlü katılaşma teknolojisi sayesinde, malzemenin yüksek sıcaklıklarda sürünme direncini önemli ölçüde artıran, aynı tane yönelimli dökümler hazırlanabilir. Örneğin, geliştirdiği K418 alaşımı, uluslararası benzer ürünlerden daha iyi olan 900 ° C'de 220MPa'ya kadar dayanıklıdır.

3. Parametre kontrolü: termal genleşme katsayısının hassas kontrolü
Nikel içeriğini (% 42-% 44) ve iz element oranını ayarlayarak, Qingchuan, alaşımın termal genleşme katsayısının (9.4-11.5) x 10/℃ aralığında tam olarak eşleşmesini sağladı. Örnek olarak 4 J44 alaşımı alındığında, 20-400 ° C aralığındaki ortalama genleşme katsayısı, DM-308 yumuşak camın genleşme katsayısı ile oldukça tutarlı olan ve sızıntı olmadan 300'den fazla termal döngüye dayanabilen 11.2 × 10 ° C'dir.

Üçüncüsü, uygulama durumu: ileri teknoloji ekipman için güvenilir bir sızdırmazlık çözümü

1. Durum 1: aero motor türbin kanadı sızdırmazlık
Belirli bir aero motor türbin kanadının 1200 ° C yüksek sıcaklıkta uzun süre çalışması gerekir, geleneksel nikel bazlı alaşımlar uyumsuz termal genleşme katsayıları nedeniyle kapatılmaz. Qingchuan tarafından sağlanan 4 J50 alaşımı, sızdırmazlık arayüzünde seramik bazlı kompozit malzemeler (CMC) ile birlikte yanma işlemi ile sıfır kusur elde etti. 1000 saatlik yüksek sıcaklık değerlendirmesinden sonra, sızıntı oranı ≤ 1 × 10, Pa · m³/s'dir. GJB 548B-2005 askeri standardı.

2. Durum 2: Yarı iletken paket kurşun çerçeve
5G iletişim çipi paketinde, Qingchuan tarafından geliştirilen 4 J29 alaşımı (kesilebilir alaşım), alümina seramiklerle aktif metal lehimleme (AMB) işlemi ile geleneksel bakır çerçevenin ısıl genleşme katsayılarındaki farklılıkların neden olduğu lehim noktası yorgunluğu sorununu çözmektedir. Gerçek ölçüm, kapsüllenmiş cihazın-55 ° C ila 150 ° C arasındaki 1000 termal döngüden sonra, temas direnci değişim oranının % ≤ % 3 olduğunu ve bunun endüstri ortalamasından önemli ölçüde daha iyi olduğunu göstermektedir.

3. Durum 3: Tıbbi CT Dedektör Bileşenleri
Vakum sızdırmazlığı için tıbbi CT ekipmanının katı gereksinimlerini hedef alan Qingchuan, 4 J33 alaşımı ve kuvars camının eşleştirme sızdırmazlık şemasını benimsemiştir ve ön oksidasyon işlemi ile alaşım yüzeyinde yoğun bir oksit filmi oluşturmak için-40 ° C ila 80 ° C sıcaklık değişim ortamını sağlamak için Hava sızdırmazlığı kararlıdır. Bu çözüm, toplam 100.000 üniteden fazla kurulu olan birçok baş tıbbi ekipman üreticisine uygulanmıştır.

Dördüncü, teknik avantajların özeti: üç boyutlu temel rekabet gücü oluşturmak

1. Malzeme Saflığı Kontrolü: VIM ESR çift eritme işlemi ile, safsızlık elementlerinin içeriği uluslararası standartların 1/3'üne düşürülür ve malzemenin yüksek sıcaklık stabilitesi önemli ölçüde iyileştirilir.
2. Isıl işlem prosesinin optimizasyonu: Hiyerarşik bir katı çözelti yaşlanma işleme süreci geliştirin, böylece γ 'gelişmiş faz boyutu 50-100 nm'de kontrol edilir ve hem mukavemet hem de tokluk dikkate alınır.
3. Tam süreç kalite kontrol sistemi: Hammadde tespitinden bitmiş ürün testine kadar, ürün grubunun stabilitesini % 99,5 sağlamak için 12 kalite kapısı uygulandı.

V. Gelecek: Gelişmekte Olan Uygulama Alanlarını Genişletmek

Yeni enerji araçlarının, fotovoltaik enerji üretiminin ve diğer endüstrilerin hızla gelişmesiyle birlikte, demir-nikel sabit genleşme alaşımları, katı hal pil ambalajı ve yüksek sıcaklıkta fotovoltaik alıcılar gibi alanlarda büyük potansiyel göstermiştir. Qingchuan New Materials, demir-nikel-kobalt alaşımları, nano-kristal alaşımları ve diğer yönlerde araştırma ve geliştirme yatırımlarını artırıyor. 2028 yılına kadar-200 ° C ila 1500 ° C sıcaklık alanlarını kapsayan tam bir ürün hattı oluşturması ve ileri teknoloji ekipman imalatı için daha kapsamlı bir malzeme sağlaması planlanıyor. çözümleri.