Способ получения соединений металл-стекло, металл-металл и металл-керамика - RU2007124072A

Реферат

1. Способ получения металлостеклянных и металлокерамических соединений и соединений металл-металл, обеспечивающий соединение граничащих фаз с образованием прочной связи между ними независимо от состава металлического сплава и образования в процессе использования защитной оксидной пленки, отличающийся тем, что указанные соединения изготавливают с желаемой толщиной слоя, получаемого из смеси порошков матричного стекла и оксида металла, причем получение соединения проводят при повышенной температуре в контролируемых условиях, а порошок оксида металла выбирают из группы, включающей:

0-10% оксида бора со средним размером зерен d₅₀<2 мкм;

0-10% оксида магния со средним размером зерен d₅₀<2 мкм;

0-8% оксидов натрия и калия со средним размером зерен d₅₀<2 мкм;

1-10% оксида марганца со средним размером зерен d₅₀<1,5 мкм;

1-10% оксида никеля со средним размером зерен d₅₀<1,5 мкм;

0-10% оксида ванадия со средним размером зерен d₅₀<1,5 мкм;

0-5% оксида кобальта со средним размером зерен d₅₀<1,5 мкм;

0-5% оксида молибдена со средним размером зерен d₅₀<1,5 мкм;

0-5% оксида меди со средним размером зерен d₅₀<1,5 мкм, при этом перед нанесением порошка матричного стекла в смеси с оксидом металла на поверхность металлической части соединения на последнюю наносят металлическое покрытие или покрытие из оксида переходного металла.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что указанные соединения изготавливают с использованием порошка матричного стекла с добавлением порошков оксидов металлов в связующем в сочетании с нанесением металлического покрытия на поверхность металлической части, причем перед нанесением стеклянного соединительного слоя указанное покрытие сплавляют с поверхностью путем нагревания в контролируемой атмосфере.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что указанные соединения изготавливают с использованием порошка матричного стекла с добавлением порошков оксидов металлов со связующим в сочетании с нанесением покрытия из оксида металла на металлическую часть соединения, причем указанное покрытие наносят перед нанесением стеклянного соединительного слоя.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что указанные соединения изготавливают с использованием порошка матричного стекла с добавлением порошков оксидов металлов со связующим в сочетании с нанесением металлического покрытия на поверхность металлической части, которые сплавляют с поверхностью путем нагревания в контролируемой атмосфере перед нанесением покрытия из оксида металла на металлическую часть, причем указанное покрытие наносят перед соединением металла со стеклянным соединительным слоем.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что указанные соединения изготавливают путем нанесения покрытия на композитную часть соединения из суспензии, в которой диспергирован оксид металла.

6. Способ по п.1, отличающийся тем, что указанные соединения изготавливают путем нанесения покрытия на композитную часть соединения из суспензии, в которой диспергирован оксид металла, в сочетании с нанесением металлического покрытия на поверхность металлической части, при этом покрытия сплавляют с поверхностью металлической части путем нагревания в контролируемой атмосфере перед соединением металла и композитной части соединения.

7. Способ по любому из пп.1-6, отличающийся тем, что количество материала стеклянного соединительного слоя на единицу площади выбирают так, чтобы оно было достаточным для полного растворения хромсодержащей защитной пленки, образующейся на металлических частях.

8. Способ по любому из пп.1-6, отличающийся тем, что матричное стекло выбирают из щелочноземельных алюмосиликатных стекол, состав которых отвечает эвтектической кристаллизации, натриевых алюмосиликатных стекол, состав которых лежит в поле первичной кристаллизации альбита, и магниевых алюмофосфатных стекол.

9. Способ по любому из пп.1-6, отличающийся тем, что указанные металлические покрытия окисляют in situ после нанесения с последующим контролем состава пленки на поверхности металлической части, причем указанные покрытия изготавливают из марганца, никеля или кобальта.

10. Способ по п.9, отличающийся тем, что указанные металлические покрытия изготавливают из следующих материалов:

марганца в количестве менее 80 мкг/см²;

никеля в количестве менее 90 мкг/см²;

кобальта в количестве менее 40 мкг/см².

11. Способ по п.8, отличающийся тем, что в композиционных стеклянных соединениях используют матричное стекло, характеризующееся медленной или эвтектической кристаллизацией, для сохранения пластичности при рабочих температурах, превышающих температуру стеклования стекла.

12. Способ по любому из п.10 или 11, отличающийся тем, что к указанному матричному стеклу добавляют материалы с высоким коэффициентом теплового расширения для приближения коэффициента теплового расширения композиционного материала соединения к коэффициенту теплового расширения подложки.

13. Способ по п.12, отличающийся тем, что указанный материал с высоким коэффициентом теплового расширения обладает размером зерен, достаточно малым для предотвращения образования большого числа микротрещин в соединении, но достаточно большим для предотвращения чрезмерно сильного протекания его реакции с матричным стеклом и его растворения в последнем.

14. Способ по п.12, отличающийся тем, что указанный материал с высоким коэффициентом теплового расширения имеет размер зерен d, составляющий от 10 до 200 мкм.

15. Применение компонентов металлостеклянных соединений, полученных по любому из пп.1-6, 8-10, 12-14, для связывания металлов со стеклянными композитами и металлов с керамическими и металлическими компонентами.

16. Способ получения металлостеклянных, металлокерамических соединений и соединений металл-металл, отличающийся тем, что указанные соединения получают с использованием порошка матричного стекла в смеси с порошком порошка матричного стекла в смеси с оксидом металла на поверхность металлической части соединения на последнюю наносят металлическое покрытие или покрытие из оксида переходного металла.