उच्च तापमान वाले सिरेमिक-मेटल फीडथ्रू में सफलता: नई प्रक्रियाएं और भविष्य के निर्देश

इंजीनियरिंग सिरेमिक कं, (EC © ™) रिपोर्ट:

उच्च तापमान वाले सिरेमिक सामग्री(Si₃n₄, sic, al₂o₃, zro₂) व्यापक रूप से मशीनिंग, रसायन, इलेक्ट्रॉनिक्स, एयरोस्पेस, ऊर्जा और बायोमेडिकल उद्योगों में उनके असाधारण उच्च तापमान प्रतिरोध, जंग प्रतिरोध और पहनने के प्रतिरोध के कारण उपयोग किए जाते हैं। चूंकि चरम वातावरण (> 1000 ° C) के लिए मांग बढ़ती है, उच्च तापमान वाले सिरेमिक-धातु जोड़ों को भविष्य के अनुप्रयोगों के लिए एक महत्वपूर्ण फोकस बन गया है। EC © ™ उन्नत वेल्डिंग तकनीक महत्वपूर्ण का सटीक नियंत्रण सुनिश्चित करती हैआज़मानापैरामीटर- वैक्यूम स्तर, हीटिंग दर, निवास समय, और शीतलन दर सहित-उच्च-प्रदर्शन फीडथ्रू जोड़ों के लिए एक नया समाधान।  

वैक्यूम डिफ्यूजन बॉन्डिंग (VDB):

चरम स्थितियों के लिए मजबूत इंटरफेस  

VDB परमाणु प्रसार को बढ़ाने के लिए उच्च तापमान, दबाव और एक वैक्यूम वातावरण का उपयोग करता है, जो उच्च तापमान स्थिरता के लिए आदर्श जोड़ों को बनाता है। इंटरमीडिएट परतों को सख्त मानदंडों को पूरा करना चाहिए: उच्च पिघलने बिंदु, सिरेमिक के साथ रासायनिक प्रतिक्रिया, और मिलान थर्मल विस्तार गुणांक। सामान्य सामग्रियों में एनबी, टीआई, एनआई-सीआर मिश्र, और टीआई/एनआई मल्टीलेयर्ड फोइल शामिल हैं।  

- प्लाज्मा प्री-ट्रीटमेंट सिरेमिक सतह के बंधन में सुधार करता है, आवश्यक तापमान (850-1000 डिग्री सेल्सियस) और दबाव (15-25 एमपीए) को कम करता है। 2025 के एक अध्ययन में दिखाया गया है कि Si₃n₄-mo जोड़ों ने 1000 ° C पर 230 MPa कतरनी शक्ति हासिल की, जो पारंपरिक तरीकों पर 10% सुधार हुआ।  

- Ti/Ni/NB बहुस्तरीय अंतर परतें ग्रेडेड थर्मल विस्तार के माध्यम से अवशिष्ट तनाव को कम करती हैं। SIC-NI जोड़ों ने 900 ° C पर 4-पॉइंट झुकने में 270 MPa तक पहुंच गया।  

- माइक्रोवेव हीटिंग स्लैश बॉन्डिंग टाइम (<20 मिनट) और ऊर्जा उपयोग। अलो-टी जोड़ों ने 950 डिग्री सेल्सियस (2025 डेटा) पर 190 एमपीए कतरनी शक्ति मारा।  

क्षणिक तरल चरण संबंध (TLPB):

तेज, मजबूत, अधिक कुशल  

TLPB कम तापमान पर एक तरल चरण बनाने के लिए समग्र अंतर परतों का उपयोग करता है, जो कि टकराने और प्रसार वेल्डिंग फायदे का संयोजन करता है। ये अंतर परतें एक समान उच्च तापमान संरचनाओं के लिए कम-पिघलने (Cu, AL) और उच्च-पिघलने (Ni, NB) परतों को मिश्रित करती हैं।  

-अल-टी-नी और क्यू-टीआई-जेडआर इंटर लेयर्स लोअर बॉन्डिंग टेम्पों को 800-950 डिग्री सेल्सियस तक। Si₃n₄-si₃n₄ जोड़ों ने 850 ° C (2025) पर 400 MPa झुकने की ताकत तक पहुंच गई।  

- प्रतिक्रियाशील TLPB: ZR/HF जोड़ना सिरेमिक इंटरफ़ेस प्रतिक्रियाओं को बढ़ाता है। SIC-NI जोड़ों ने 900 ° C पर 320 MPa कतरनी ताकत हासिल की, 1000 ° C पर 200 MPa को बनाए रखा।  

-इलेक्ट्रिक-फील्ड-असिस्टेड टीएलपीबी: स्पंदित क्षेत्र प्रसार में तेजी लाते हैं, बॉन्डिंग टाइम को 10-15 मिनट तक काटते हैं। अलो-एनआई जोड़ों ने 350 एमपीए को 800 डिग्री सेल्सियस पर 20% बेहतर थर्मल शॉक प्रतिरोध (2025 डेटा) के साथ मारा।  

बेजोड़ गुणवत्ता के लिए छह सटीक नियंत्रण  

1. टेम्परेचर: 0.5–0.8 × पिघलने बिंदु (850-1000 डिग्री सेल्सियस) पर सेट करें। 900 डिग्री सेल्सियस पर अनुकूलित Si₃n₄-ni जोड़ों ने 240 MPa कतरनी शक्ति (+20% इंटरफ़ेस स्थिरता) तक पहुंच गया।  

2.pressure: 10-25 एमपीए तंग संपर्क और परमाणु प्रसार सुनिश्चित करता है। 20 एमपीए में एसआईसी-टी संयुक्त में 40% कम voids और 260 एमपीए ताकत 1000 डिग्री सेल्सियस पर थी।  

3. टाइम: 10-60 मिनट का समय, सामग्री-निर्भर। 30 मिनट के लिए 950 डिग्री सेल्सियस पर Si₃n₄-mo जोड़ों ने समान प्रतिक्रिया परतों का गठन किया, 1000 ° C पर 250 MPa प्राप्त किया। AI- चालित अनुकूलन परीक्षण लागत में कटौती करता है।  

4। वैक्यूम: ऑक्सीकरण को कम करने के लिए 10⁻⁴ -10⁻⁶ पीए पर बनाए रखा गया। डायनेमिक कंट्रोल (प्रारंभिक 10⁻ of Pa, बाद में 10⁻⁶ PA) ने Sic-Ti संयुक्त स्थिरता में सुधार किया, शक्ति विचरण को 35%तक कम किया। वास्तविक समय गैस विश्लेषण (O₂, N₂) आगे गुणवत्ता (2025) को परिष्कृत करता है।  

5. हेटिंग दर: 5-15 ° C/मिनट थर्मल तनाव को रोकता है। 10 डिग्री सेल्सियस/मिनट पर Si₃n₄-ti जोड़ों में 60% कम माइक्रो-दरार और 950 ° C पर 265 MPa कतरनी शक्ति थी।  

6। शीतलन दर: 5-10 डिग्री सेल्सियस/मिनट अवशिष्ट तनाव को कम करता है। 8 ° C/मिनट के साथ Si₃n₄-mo जोड़ों ने ठंडा किया (600 ° C तक धीमा, फिर प्राकृतिक) ने 900 ° C पर 300 MPa झुकने की ताकत हासिल की, जो तेजी से शीतलन की तुलना में 30% अधिक है।  

भविष्य के दृष्टिकोण: प्लाज्मा सक्रियण, स्मार्ट प्रक्रिया नियंत्रण, और उपन्यास अंतर परतों में प्रगति के साथ, सिरेमिक-मेटल फीडथ्रू को अगली-जीन उच्च तापमान अनुप्रयोगों पर हावी होने के लिए तैयार किया गया है-एयरोस्पेस इंजन से लेकर फ्यूजन रिएक्टरों तक। EC © ™ सटीक वेल्डिंग समाधान इस क्रांति में सबसे आगे हैं।  

(नोट: सभी डेटा 2025 अनुसंधान निष्कर्षों को दर्शाता है। कोई संख्यात्मक मान बदल नहीं गए थे।)

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