В настоящее время в различных областях техники, включая электронику и ракетостроение, широко применяются металлокерамические компоненты. Эти материалы состоят из металлической и керамической фаз, последняя из которых по своим свойствам аналогична фарфору. Металлокерамические элементы используются для соединения металлических и керамических деталей, способных выдерживать экстремальные температурные и агрессивные условия эксплуатации.
Керамические материалы характеризуются высокой хрупкостью и ограниченной адгезией к металлам вследствие различий в их физико-химических свойствах. Для преодоления этой проблемы разрабатываются металлокерамические узлы, соединение которых осуществляется с использованием специализированных методов пайки, таких как высокотемпературная пайка.
Основной проблемой при пайке металлокерамических соединений является низкая смачиваемость керамики жидким металлом. Для решения этой задачи применяются два основных метода:
-
Металлизация: на керамическую поверхность наносится тонкий слой металла, что позволяет обеспечить соединение между металлическими элементами.
-
Использование активных металлов: применение металлов, взаимодействующих с керамикой и способствующих улучшению смачиваемости и адгезии припоя.
В качестве примера можно рассмотреть процесс изготовления изолятора. Сначала была изготовлена керамическая втулка, которая затем соединялась с металлическими манжетами. Для пайки использовался специальный припой, активированный тонким слоем титана. Пайка осуществлялась в высокотемпературной печи. После проведения испытаний было установлено, что полученное соединение обладает необходимой прочностью и изоляционными характеристиками.
Аналогичный подход был применен при соединении керамики с металлом в конструкции, имитирующей камеру сгорания ракетного двигателя. В данном случае также использовался припой с добавлением титана. Пайка прошла успешно, и полученное соединение продемонстрировало высокую герметичность.
Таким образом, при правильном выборе материалов и методов пайки можно создавать надежные металлокерамические узлы, что является критически важным для техники, функционирующей в сложных эксплуатационных условиях.
