Особенности технологии получения спаев титана со стеклом

Электровакуумными приборами называют приборы, в которых рабочее пространство, изолированное газонепроницаемой оболочкой, имеет высокую степень разрежения или заполнено специальной средой (пары или газы) и действие которых основано на использовании электрических явлений в вакууме или газе. Для обеспечения ввода/вывода электрических сигналов и питающих напряжений в рабочее пространство прибора используют электрические гермовводы [1] (рис. 1).

Рис. 1. Конструкция одиночного гермоввода.

1 – металлическая обечайка; 2 – вывод; 3 – изолятор (стекло).

 

В качестве материалов обечайки наиболее часто используют прецизионный сплав с заданным коэффициентом термического расширения 29НК (ковар), аустенитные нержавеющие стали и титан. Последний отличается высокими коррозионной стойкостью и удельной прочностью, что часто делает желательным его применение в конструкциях гермовводов [2].

Для создания прочного вакуумноплотного соединения металла и стекла используется процесс спаивания, предполагающего соединение размягченного, почти расплавленного стекла с раскаленным металлом. Установлено, что прочное сцепление достигается только при хорошем смачивании металла расплавленным стеклом. В случае титановых спаев наблюдается несмачиваемость расплавами промышленных стекол, что препятствует получению надежных стеклотитановых спаев [3].

Объяснению механизма спаивания посвящен ряд гипотез, из которых наиболее распространены гипотеза окисной связи, дендритная гипотеза, гипотеза механической связи стекла с микронеровностями поверхности, электролитная гипотеза и электронная теория. Применение каждой из теорий на практике сводится к созданию различных промежуточных пленок между поверхностями спаиваемого металла и стекла, с разной степенью эффективности влияющих на качество и прочность получаемого спая.

Данная работа посвящена рассмотрению возможных путей решения проблемы получения качественных спаев титана со стеклом.

[1] Гуревич М.Д. Элекктровакуумные приборы. М.: Военное издательство Мин. обороны СССР, 1955. –  420 с.

[2] Любимов М.Л. Спаи металла со стеклом. М.: Энергия, 1968. – 280 с.

[3] Янушевич М. В., Савицкая Н. А. Изучение условий образования спаев стекла с титаном // Электронная техника. Материалы. Сер. 6. 1972. Вып. 2. С. 36-42.