KOVAR

1. Coefficient de dilatation thermique correspondant au verre dur et à la céramique (avantage principal) : dans la plage de température de -80 degrés à +450 degrés, le coefficient de dilatation linéaire moyen est de 4.5 - 6.5 × 10⁻⁶/degré, ce qui est presque parfaitement adapté au verre borosilicaté et à la céramique d'alumine, garantissant l'herméticité et la fiabilité à long terme de l'assemblage scellé.
2. Excellentes performances d'étanchéité hermétique : après un traitement de pré-oxydation, KOVAR forme une liaison chimique avec le verre fondu. Le taux de fuite après scellage peut atteindre < 1 × 10⁻⁹ Pa·m³/s, répondant aux exigences d'un emballage électronique de haute -fiabilité.
3. Bonne plasticité et maniabilité : avec un allongement recuit de 20 à 30 %, il peut subir diverses opérations de formage telles que le laminage à froid, l'étirage à froid, l'estampage et l'usinage.
4. Performances de soudage et d'étanchéité supérieures : il peut être connecté à l'aide de méthodes telles que le soudage TIG, le soudage par résistance, le soudage par faisceau d'électrons, le soudage au laser et le brasage, avec une résistance d'étanchéité élevée lorsqu'il est lié au verre et à la céramique.
5. Bonne stabilité dimensionnelle : après le traitement de stabilisation, les changements dimensionnels pendant le service à long terme-sont minimes, ce qui le rend adapté aux composants électroniques de précision.
6. Conforme à plusieurs normes internationales : ASTM F15, UNS K94610, GB/T 15018 (4J29), MIL-I-23011, etc.

A:

Les propriétés de correspondance d'expansion du KOVAR proviennent de sa teneur en nickel-cobalt et de ses caractéristiques ferromagnétiques contrôlées avec précision :

1. Applications étendues de l’effet Invar :
Les propriétés d'expansion de KOVAR sont basées sur l'effet Invar, mais étendent et déplacent la plage de température d'expansion initialement étroite à faible - (-100 degrés à +200 degrés) vers une plage de températures plus élevée (température ambiante à +450 degrés) en ajoutant environ 17 % de cobalt et en ajustant la teneur en nickel à environ 29 %. Cela correspond parfaitement à la plage de températures de ramollissement du verre borosilicaté.
2. Action synergique du nickel et du cobalt :
Les environ 29 % de nickel et 17 % de cobalt contenus dans l'alliage travaillent ensemble pour faire coïncider presque complètement la courbe d'expansion de l'alliage avec celle du verre dur dans la plage de température ambiante jusqu'à la température de recuit du verre. Cette correspondance précise garantit que pendant le processus de refroidissement du scellage, la contraction du métal correspond exactement à celle du verre, évitant ainsi une contrainte résiduelle excessive à l'interface du joint.
3. Relation entre le point de Curie et la température de fonctionnement :
KOVAR a un point Curie d'environ 415 degrés et sa limite supérieure de température de fonctionnement (environ 450 degrés) se situe précisément dans la plage de température de recuit du verre borosilicaté. Ce n'est pas une coïncidence mais un aspect essentiel de la conception de l'alliage-lorsque l'alliage passe du ferromagnétique au paramagnétique, son changement de coefficient de dilatation se synchronise avec le changement des caractéristiques de dilatation du verre, permettant une correspondance sur toute la plage de température.

Le traitement thermique de KOVAR a un impact décisif sur la stabilité microstructurale finale, la précision dimensionnelle et les performances d'étanchéité hermétique :
1. Recuit (soulagement des contraintes, homogénéisation de la structure) :
Chauffer à 800-900 degrés, maintenir pendant 0,5 à 1 heure, puis refroidir dans le four ou refroidir à l'air à une vitesse inférieure ou égale à 300 degrés par heure pour obtenir une structure austénitique stable et des caractéristiques d'expansion uniformes.
2. Traitement de stabilisation (recommandé pour les pièces de haute-précision) :
Maintenir à 300-400 degrés pendant 1 à 4 heures, puis refroidir lentement à température ambiante pour éliminer les contraintes résiduelles, stabiliser la structure austénitique et minimiser la dérive dimensionnelle lors d'une utilisation ultérieure.
3. Traitement de pré-oxydation (pour le scellement du verre) :
Maintenir à 900-1000 degrés pendant 15 à 30 minutes dans une atmosphère humide d'hydrogène ou d'azote avec une quantité appropriée d'oxygène pour former un film d'oxyde dense d'une épaisseur de 2 à 5 μm, assurant une bonne étanchéité avec le verre. Le composant principal du film d'oxyde est la structure spinelle (Co, Ni) Fe₂O₄.
4. Traitement de soulagement du stress (après usinage) :
Maintenir à 200 -300 degrés pendant 1 à 2 heures, puis refroidir à l'air pour éviter la déformation causée par les contraintes de coupe.
Remarque : KOVAR est sujet à la croissance des grains à des températures élevées, la température et la durée du recuit doivent donc être strictement contrôlées. Le traitement de pré-oxydation est un processus critique dans le scellement hermétique du verre, car l'épaisseur et l'uniformité du film d'oxyde affectent directement la force de liaison et l'étanchéité à l'air du joint.

Température de fonctionnement efficace (avec des performances d'expansion stables) :
Il est recommandé d'être de -80 degrés à +450 degrés. Dans cette plage de températures, il peut maintenir un coefficient de dilatation thermique correspondant au verre dur et d'excellentes performances d'étanchéité aux gaz. La plage de température de scellage optimale est de 300 degrés à 450 degrés.
Température d'exposition à court-terme :
Jusqu'à +500 degrés, mais le coefficient de dilatation thermique augmentera considérablement, ce qui peut affecter la fiabilité du joint.
Performances à basse-température :
KOVAR conserve une bonne résistance et ténacité en dessous de -80 degrés, mais son coefficient de dilatation thermique peut s'écarter légèrement de celui du verre. Pour les applications à ultra-température très basse, la fiabilité de l'étanchéité hermétique doit être évaluée en fonction de conditions de fonctionnement spécifiques.
Limites de-température élevée :
Lorsque la température dépasse 415 degrés (point de Curie), l'alliage passe du ferromagnétique au paramagnétique, ce qui entraîne des changements significatifs dans ses caractéristiques d'expansion et une correspondance réduite avec le verre. Par conséquent, KOVAR ne convient pas aux environnements à haute température supérieure à 450 degrés.

KOVAR présente d'excellentes performances d'étanchéité hermétique et constitue un matériau clé irremplaçable dans l'industrie de l'emballage électronique :
1. Scellement hermétique avec du verre :
Après un traitement de pré-oxydation, KOVAR forme une couche d'oxyde dense (épaisseur 2-5 μm) à sa surface. Pendant le processus de scellement du verre (à environ 900-1 000 degrés), le verre fondu se lie chimiquement à la couche d'oxyde pour créer une interface hermétiquement fermée à haute résistance. Le taux de fuite après colmatage peut atteindre < 1 × 10⁻⁹ Pa·m³/s (détection de fuite par spectrométrie de masse à l'hélium).
2. Scellement avec de la céramique :
KOVAR peut être scellé sur des céramiques telles que l'alumine et l'oxyde de béryllium par brasage métallique actif (par exemple, métaux d'apport TiCuAg) ou par liaison directe, ce qui le rend adapté aux emballages céramiques de haute -fiabilité.
3. Points de contrôle clés : Les trois éléments de contrôle clés pour le scellement hermétique du Kovar et du verre sont :
Épaisseur du film d'oxyde : 2-5 μm. Une couche trop fine entraînera une résistance d'étanchéité insuffisante, et une couche trop épaisse entraînera le décollement du film d'oxyde.
Température de scellage : 900-1000 degrés, correspondant au point de ramollissement du verre
Taux de refroidissement : un refroidissement lent est nécessaire (inférieur ou égal à 300 degrés par heure) pour éviter que le choc thermique ne provoque des fissures dans le verre.
4. Fiabilité :
Les composants hermétiques KOVAR peuvent résister à plus de 1 000 cycles de température entre -80 degrés et +450 degrés sans dépasser les taux de fuite ni subir de défaillance mécanique.

Une substitution partielle est possible, mais elle doit être évaluée en fonction de plages de températures spécifiques et des exigences en matière de matériaux d'étanchéité :
Avantages du KOVAR :

1. Correspondant au coefficient de dilatation thermique du verre borosilicate dans la plage de -80 degrés à +450 degrés, il s'agit de l'alliage d'étanchéité le plus largement utilisé et techniquement mature dans le domaine de l'emballage électronique.
2. Bonne maniabilité et soudabilité, lui permettant d'être façonné sous diverses formes.
3. Résistance d'étanchéité élevée et bonne étanchéité à l'air, avec un taux de fuite aussi faible que < 1 × 10⁻⁹ Pa·m³/s.
4. Il possède de bonnes propriétés de dilatation thermique similaires à celles de la céramique d'alumine.

Limites de KOVAR :
1. Différences de compatibilité avec les différents types de verre :
Il est incompatible avec le verre sodocalcique (coefficient de dilatation d'environ 9 × 10⁻⁶ / degré) et d'autres alliages d'étanchéité (tels que 4J28) doivent être sélectionnés à la place.
2. Différences par rapport au soudage avec de l’acier inoxydable ordinaire :
Lors du soudage avec de l'acier inoxydable austénitique, il convient de prêter attention aux contraintes provoquées par les différences de coefficient de dilatation thermique.
3. Inadequate high-temperature (>500 degrés) performances :
Le coefficient de dilatation thermique augmente considérablement au-delà du point de Curie, ce qui le rend inadapté aux environnements à très -haute température-température.

4. Inadéquation avec le verre à faible-expansion :
Pour le verre de quartz (avec un coefficient de dilatation d'environ 0,5 × 10⁻⁶ / degré ), des alliages d'étanchéité à faible -expansion (tels que 4J36) doivent être sélectionnés.

Recommandations de sélection des matériaux :
Pour une sélection de matériaux spécifiques, veuillez fournir des conditions de fonctionnement détaillées (type de matériau d'étanchéité, plage de température, milieu environnemental, durée de vie). Nous pouvons vous aider avec une analyse comparative technique et économique pour vous aider à faire le choix optimal entre KOVAR et d’autres qualités d’alliage pour joints.
Pour des devis sur des spécifications spécifiques, des rapports d’essais de matériaux ou des fiches de paramètres techniques, veuillez contacter nos ingénieurs commerciaux. Nous prenons en charge la personnalisation des dimensions, des conditions de traitement thermique et des traitements de surface selon les besoins, et fournissons un ensemble complet de documents certifiés au niveau international.