1. Nền tảng kỹ thuật và nhu cầu của ngành

Hợp kim niêm phong giãn nở không đổi sắt-niken (chẳng hạn như 4J29, 4J33, v. v.) là một hợp kim đặc biệt kiểm soát chính xác tỷ lệ sắt-niken để phù hợp với hệ số giãn nở nhiệt của thủy tinh, gốm sứ và các vật liệu khác. Nó được sử dụng rộng rãi trong bao bì điện tử, thiết bị chân không, hàng không vũ trụ, v. v. cánh đồng. Nhu cầu cốt lõi của nó là giải quyết vấn đề hỏng hóc niêm phong do sự khác biệt về hệ số giãn nở nhiệt của các vật liệu khác nhau trong môi trường nhiệt độ cao hoặc nhiệt độ thấp. Ví dụ, trong bao bì bán dẫn, nếu hệ số giãn nở nhiệt của kim loại và gốm sứ không khớp nhau, thiết bị sẽ tạo ra các vết nứt ứng suất trong chu kỳ nhiệt độ, ảnh hưởng đến độ tin cậy.

2. Cách bố trí kỹ thuật và sức mạnh R & D của Vật liệu mới của Qingchuan

Công ty TNHH Vật liệu mới Qingchuan (Zhengzhou) tọa lạc tại Khu phát triển công nghiệp công nghệ cao Trịnh Châu, tập trung vào R & D và sản xuất kim loại có độ tinh khiết cao và hợp kim đặc biệt. Công ty được trang bị lò nấu chảy cảm ứng chân không tiên tiến quốc tế, lò nấu lại xỉ điện và các thiết bị khác, có thể kiểm soát chính xác các thành phần của hợp kim sắt-niken (sai số ≤ 0,01%), đồng thời tối ưu hóa cấu trúc hạt và tính chất cơ học của vật liệu thông qua quá trình cán nguội và xử lý nhiệt. Ví dụ, hợp kim 4J29 do nó sản xuất nằm trong phạm vi nhiệt độ từ-60 ° C đến 200 ° C, và hệ số giãn nở trung bình là (4,6 ± 0,1) × 10 ⁻ ⁶/℃, và độ phù hợp với thủy tinh borosilicat là hơn 98%, đáp ứng độ chính xác cao Yêu cầu niêm phong.

Về phân tích và thử nghiệm, công ty có máy quang phổ đọc trực tiếp, máy đo nhiễu xạ tia X (XRD), kính hiển vi điện tử quét (SEM) và các thiết bị khác, có thể thực hiện toàn bộ quá trình kiểm tra thành phần hóa học, cấu trúc pha và hình thái bề mặt của hợp kim. Ví dụ, thông qua quan sát SEM, người ta thấy rằng quá trình xử lý nhiệt được tối ưu hóa có thể tinh chỉnh kích thước hạt hợp kim từ 50 μm thành 20 μm, giúp cải thiện đáng kể độ dẻo và độ bền niêm phong của vật liệu.

3. Các trường hợp ứng dụng điển hình: Gói thiết bị điện tử hàng không vũ trụ

Một công ty hàng không vũ trụ đã từng gây ra lỗi niêm phong vệ tinh cho các thiết bị vi sóng do hệ số giãn nở của vật liệu niêm phong truyền thống ở nhiệt độ khắc nghiệt. Vật liệu mới của Qingchuan đã tùy chỉnh giải pháp hợp kim 4J33 cho nó. Bằng cách điều chỉnh hàm lượng niken đến 33% và tối ưu hóa quy trình xử lý nhiệt, hệ số giãn nở của hợp kim trong phạm vi-100 ° C đến 300 ° C hoàn toàn phù hợp với chất nền gốm. Dữ liệu đo thực tế cho thấy sau 100 chu kỳ nhiệt độ (-100 ° C đến 150 ° C), khả năng niêm phong của thiết bị được đóng gói vẫn duy trì ở mức IP68 và tỷ lệ rò rỉ thấp hơn 1 × 10 nhỏ hơn Pa · m³/s, cao hơn 3 bậc so với vật liệu truyền thống.

Ngoài ra, công ty cũng cung cấp giải pháp đóng gói hợp kim 4J29 cho hệ thống quản lý pin xe năng lượng mới (BMS), giảm độ dẫn từ bằng cách kiểm soát hàm lượng coban trong hợp kim (≤ 0,05%) và tránh nhiễu tín hiệu cảm biến. Sau khi thử nghiệm của bên thứ ba, độ dẫn từ của vật liệu trong môi trường-40 ° C đến 85 ° C, μr ≤ 1.005, đáp ứng các yêu cầu tương thích điện từ của các thiết bị điện tử trên xe.

Thứ tư, các thông số kỹ thuật và kịch bản thích ứng

Các thông số cốt lõi của hợp kim niêm phong giãn nở không đổi sắt-niken mới của Qingchuan như sau:

• Phạm vi thành phần：Fe（54%-62%）、Ni（28%-34%）、Co（≤0.05%）、C（≤0.03%）
• Hệ số giãn nở nhiệt：4J29（4.6×10⁻⁶/℃）、4J33（5.2×10⁻⁶/℃）
• Tính chất cơ học: Độ bền kéo ≥ 520MPa, độ giãn dài ≥ 30%
• Tình huống thích ứng: Bao bì điện tử có độ chính xác cao, thiết bị hàng không vũ trụ, cảm biến xe năng lượng mới, thiết bị y tế, v. v.

5. FAQ: Giải đáp các vấn đề kỹ thuật thường gặp

Q1: Làm thế nào để hệ số mở rộng của hợp kim sắt-niken phù hợp với thủy tinh?
A: Cần điều chỉnh hàm lượng niken trong hợp kim theo hệ số giãn nở của thủy tinh (ví dụ: thủy tinh borosilicate là 4,7 × 10 ⁻ ⁶/℃). Ví dụ, hợp kim 4J29 đạt được sự phù hợp với thủy tinh borosilicate thông qua hàm lượng niken 29% và sai số được kiểm soát trong khoảng ± 0,1 × 10 axitl/℃.

Q2: Những yếu tố nào ảnh hưởng đến độ bền niêm phong của hợp kim?
A: Chủ yếu bị ảnh hưởng bởi kích thước hạt, độ nhám bề mặt và quá trình xử lý nhiệt. Vật liệu mới của Qingchuan thông qua các hạt tinh chế (≤ 20μm) và xử lý đánh bóng bề mặt, độ bền niêm phong được tăng lên hơn 200MPa, vượt xa tiêu chuẩn công nghiệp (150MPa).

Q3: Làm Thế Nào để giải quyết vấn đề oxy hóa của hợp kim ở nhiệt độ cao?
A: Công ty áp dụng quy trình xử lý nhiệt bảo vệ khí trơ và nấu chảy chân không để kiểm soát hàm lượng oxy trong hợp kim dưới 10ppm, đồng thời cải thiện hơn nữa khả năng chống oxy hóa thông qua xử lý mạ niken bề mặt (độ dày ≥ 5μm) để đảm bảo sử dụng lâu dài trong môi trường 500 ℃ Không bị oxy hóa.