金刚石用低温封接玻璃粉

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发货 江苏省连云港市东海县
品牌 江苏秋正新材
过期 长期有效
更新 2025-11-15 10:54
 
详细说明
型号: QZ-0053
范围: 10

一款针对金刚石(超硬、低热膨胀)与金属/陶瓷基板异质封接难题定制开发的功能性玻璃粉。通过精准调控氧化硼(B₂O₃)、氧化锂(Li₂O)、氧化锌(ZnO)等组分比例,实现与金刚石的热膨胀匹配、界面化学键合及工艺适配性,为超硬材料工具、半导体散热、精密光学等领域提供高可靠性气密封接解决方案。

物理特征

1. 热性能:精准匹配金刚石,消除热应力

热膨胀系数(CTE):经配方优化,产品CTE控制在 2.0~3.0×10⁻⁶/K(25~300℃),与金刚石CTE(≈1×10⁻⁶/K)高度适配。封接后,界面热应力较传统玻璃降低70%以上,避免温度交变(如器件启停、环境温差)导致的微裂纹或脱层。

玻璃化转变与封接温度:氧化锂(Li₂O)、氧化钠(Na₂O)作为“助熔剂”,使玻璃软化点降低至450~550℃,封接工艺温度仅需 500~650℃(远低于常规硼硅酸盐玻璃的700~900℃)。低温特性既减少金刚石热损伤风险(金刚石高温易石墨化),又降低能耗、提升生产效率。

2. 熔体与流变特性:适配精密涂覆工艺

熔体粘度:在封接温度(500~650℃)下,熔体粘度处于 10³~10⁴ Pa·s(理想润湿区间)。玻璃可均匀“铺展”于金刚石表面,填充微观孔隙(Ra<0.5μm),形成无缺陷的致密封接层。

粉体加工性:产品为浅黄色/白色细粉(D50:5~15μm,支持定制),流动性优异、无结块。添加有机黏结剂(如松油醇)后易调配为膏状,满足喷涂、丝网印刷等精密涂覆工艺需求。

3. 机械性能:高强度+耐磨,保障长期服役

封接强度:熔融玻璃与金刚石通过化学键合+物理锚合形成高强度界面,封接抗拉/抗剪强度较传统玻璃提升 30%以上(实测可达15~25MPa,依配方微调)。

硬度与耐磨性:氧化硅(SiO₂)、氧化铝(Al₂O₃)强化玻璃网络,使封接层维氏硬度达 400~500HV,耐磨性优异,可长期维持界面结构完整性。

化学特征

1. 本征化学稳定性:耐腐蚀+抗氧化,适配严苛环境

耐酸碱性:氧化锌(ZnO)提供“钝化层”效应,氧化铝(Al₂O₃)强化网络致密度,使玻璃在 pH 2~12的酸碱环境 中无显著腐蚀(质量损失率<5%),满足潮湿、腐蚀性工业场景需求。

抗氧化性:氧化硼(B₂O₃)构建的玻璃网络在高温(≤800℃)下稳定,无结晶析出或相分离,保障长期服役中封接层的化学惰性。

2. 界面化学反应性:化学键合主导,突破强度瓶颈

封接时,玻璃组分与金刚石表面发生可控化学反应:

氧化硼(B₂O₃)的作用:高温下B₂O₃与金刚石表面的吸附氧、悬挂键反应,形成 B-O-C 共价键,实现化学键合;同时,B₂O₃填充金刚石表面微缺陷,增强物理锚合。

氧化锂(Li₂O)、氧化钠(Na₂O)的作用:作为“网络修饰体”,破坏Si-O-Si键,降低玻璃粘度,促进熔体对金刚石表面的润湿与渗透;同时,Li⁺/Na⁺离子与金刚石表面极性基团(如-OH)发生静电吸附,辅助界面结合。

应用场景

1. 超硬材料工具:耐磨+结构强化

金刚石刀具/钻头:刃部封装后,提升耐磨性30%以上,延长使用寿命;同时通过气密封接,防止冷却液/粉尘侵入,保障加工精度。

金刚石磨具:用于汽车、航空领域的高精度磨削,封接层抗冲击性强,适应重载工况。

2. 半导体散热系统:高效热管理+气密封接

金刚石-金属散热基板:气密封接保障高功率芯片(如IGBT、激光器)的散热效率,同时隔绝外界湿气/污染物,提升器件寿命。

大功率LED封装:金刚石散热片与陶瓷基板封接,解决LED高温光衰问题,保障出光效率与稳定性。

3. 精密光学器件:高透光+环境隔绝

激光晶体封装:YAG、Nd:YVO₄等激光晶体与金刚石窗口封接,实现高透光性(透光率>99%)与环境隔绝,提升激光输出稳定性。

红外窗口封接:ZnSe、Ge等红外材料与金刚石封接,用于夜视仪、热成像设备,保障透光率与耐候性。

4. 高端检测设备:精度+稳定性双提升

拉曼光谱仪金刚石探头:封接固定后,探头热稳定性提升,减少检测信号漂移,适用于微区成分分析。

质谱仪离子源部件:金刚石电极与金属基板封接,耐受高能离子轰击,延长设备维护周期。

 

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