当前位置: 金属 >> 金属前景 >> 电真空器件中使用的钨和钼金属
为获得陶瓷金属封接件要采用较纯级别的钨与钼。
钼和钨的主要特性见表。这两种金属的线膨胀温度系数值比高氧化铝瓷和其他陶瓷材料要小,并且在20~℃温度范围内改变不大。
因两种金属都是顺磁性的,故可用作要求无铁磁性器件的零件,它们的熔点和再结晶温度高,故不但可以作陶瓷-金属封接件的零件,而且还可以用来制造封接件装架和钎焊用的模具定位元件。钨和钼的力学性能在很大程度上取决于机械加工和热处理、杂质的存在以及试样的制造工艺,故从不同的研究中得出的数据往往彼此不相等。
钼在~℃温度下退火会导致其在冷态状态下脆性显著提高。由于强度的减小和脆性的增大,因此不宜应用于高温范围(高于~℃)的钎焊。
这两种金属都具有很低的蒸气压,这就决定了钼和钨在电真空器件制造方面得到广泛应用。
钼、钨金属的主要性能
气体在钼和钨中的含量,正像对大多数金属那样,是取决于以前加工的条件和特性。厚度为0.13mm的钼与钨的薄片试样在℃下经1h的预除气,其气体析出量对钼为0.Pa·m3/kg,对钨为1.40Pa·m3/kg。
钼和钨对大多数的气体而言,实际上在很宽的温度范围内(室温~℃)是不渗透的,氢对钼的渗透性比对铜、镍和其他金属的渗透性要小得多。
在室温下钼和钨与空气和氧气是互不作用的,在升温时发生氧化(对Mo高于℃,对W高于℃),氧化强度随着温度的提高而骤增,钼在空气中或氧中在℃下迅速氧化成MoO3。钨在℃时迅速地氧化成WO3,直到℃还是稳定的。在水蒸气中(对于Mo是℃,对W是℃)很快发生氧化。达很高的温度时(Mo至1℃,W至℃)看不出与氮相互起作用,这些金属与氢实际上直至熔点时也不起反应。由于氧化,Mo和W可以形成某些氧化物,其中最熟悉的有MoO3(WO3)、MoO2(WO2)。在高温时(~℃),在氢中这些氧化物是不稳定的,并易于挥发,特别是高价的氧化物更是如此。例如MoO3的蒸气压:在℃时为1.33×10-3Pa;在℃时为1.33×Pa。钼在空气中在℃时的氧化速度是很高的,对厚度为0.25mm的钼片,其氧化速度平均为每小时0.03mm,在~℃温度范围内,氧化速度是℃时的40倍。
在温度高于℃,当有含碳的气体(CO、CO2、甲烷等)参与,或与固体的碳接触时,钨会形成碳化物(W2C和WC),直至℃时它还是稳定的。在这些同样的条件下,在℃时可形成碳化钼。在氢气中碳化钼是不稳定的,在温度高于℃时就分解。
由于这两种金属的熔点高、气体渗透性和析出性低以及机械强度高,所以可用这些金属作为直接配置于阴极附近的零件,并可制作成几何尺寸精确、稳定性好的陶瓷金属封接件。
现在,钼用来制造各种形式的陶瓷-金属封接件;Mo金属可套封于陶瓷的内外表面,但用得较多的结构形式是Mo针封,这是因为Mo无磁性,线膨胀是直线且与高Al2O3瓷较为匹配。钎焊时,可用金属焊料或玻璃釉料进行。在用银或银铜焊料钎焊时,建议在Mo和W的零件上预先镀一层铜或镍,以改善焊料的浸润性能。若用铜焊料钎焊时,镀层则不必要,在用玻璃釉料钎焊时,可直接在基体金属上完成。
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