一种采用AuPd钎料对Al2O3陶瓷与钛环的钎焊方法技术

本发明专利技术涉及一种采用AuPd钎料对Al2O3陶瓷与钛环的钎焊方法，包括以下步骤：球磨由Au粉和Pd粉组成的钎料，清洗母材，将钎料制成膏状并装配成Al2O3陶瓷/AuPd钎料/钛环的待焊结构，启动真空泵达到真空度要求后通电加热并保温，然后随炉冷却至室温，完成AuPd钎料对Al2O3陶瓷与钛环的钎焊连接。钎焊后所得的Al2O3陶瓷/AuPd钎料/钛环接头组织致密，且生物兼容性较好。特别适合于人造视网膜结构中Al2O3陶瓷/钛环的连接。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于焊接
，具体涉及。
技术介绍
人造视网膜是利用电子器件代替失去功能的视网膜，用电流刺激仍然完好的视神经，帮助使用者重新获得基本的视觉。Al2O3陶瓷与钛环的连接结构是人造视网膜结构中的重要部件，实现Al2O3陶瓷与钛环的可靠连接对促进人造视网膜技术的迅猛发展具有重要意义。人造视网膜结构中的Al2O3陶瓷与钛环连接件一方面要满足一定的连接强度和气密性，另一方面整个接头要具有生物兼容性，即连接界面不可含有对人体有害的组元。真空钎焊不仅能保证Al2O3陶瓷与钛环接头具有一定的连接强度，而且不会带来外界污染，可满足人造视网膜结构的要求。因此，采用具有生物兼容性的钎料进行真空钎焊是实现Al2O3陶瓷与钛环连接十分有效的方法。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是为了克服现有技术的不足，提供一种工艺简单，钎料具有良好的生物兼容性，实现钛环与Al2O3陶瓷可靠连接的采用AuPd钎料对Al2O3陶瓷与钛环的钎焊方法。本专利技术解决上述技术问题所采用的技术方案是:，其特征在于:其包括以下步骤: (一)、制备钎料:在行星式球磨机中，将颗粒度为20?400nm、质量分数分别为77?99%和I?23%的Au粉和Pd粉混合，在转速为100?300转/分的条件下，球磨0.5?2h，得到AuPd钎料； (二)、将待焊的钛环和AI2O3陶瓷放入丙酮中超声清洗5?1min; (三)、将得到的AuPd钎料用丙酮混合成膏状，并将膏状钎料均匀涂覆在Al2O3陶瓷的待连接面上，再将钛环置于涂覆层上，组成待焊装配件，其中，膏状钎料涂覆层的厚度为50?ΙΟΟμπι； (四)、将步骤三中得到的待焊装配件放置在真空加热炉中，当真空度达到(1.3?2.0)X10—3Pa时，通电加热，控制升温速度为10°C/min?30°C/min，升温至1100?1450°C，然后保温0?30min，再控制冷却速度为3°C/min?10°C/min，冷却至300°C，然后再随炉冷却，即实现AI2O3陶瓷与钛环的连接。进一步，所述AuPd钎料中Au粉和Pd粉的质量分数分别为88%和12%。进一步，所述步骤(三)中膏状钎料涂覆层的厚度为80μπι。进一步，所述步骤(四)中控制升温速度为20°C/min，升温至1330°C，保温为15min，冷却速度为5°C/min。本专利技术采用AuPd钎料连接钛环和Al2O3陶瓷，通过控制钎焊温度(1100?1450°C)和保温时间(0~30min)，以保证钎焊接头获得较好的微观组织和性能，成功实现了钛环和Al2O3陶瓷的连接，并获得了可靠的接头。对照现有技术，本专利技术的有益效果是:本专利技术选用AuPd钎料，能够实现钛环和Al2O3陶瓷的生物兼容性连接，获得对人体无毒无害的接头。钛环中的Ti通过与AI2O3陶瓷中的Al，O及钎缝中的Au，Pd反应，形成化合物，实现接头界面的冶金连接。特别适合于人造视网膜结构中Al2O3陶瓷/钛环的连接。【具体实施方式】本专利技术技术方案不局限于以下所列举的【具体实施方式】，还包括各【具体实施方式】之间的任意组合。实施例1:，其包括以下步骤: (一)、制备钎料:在行星式球磨机中，将颗粒度为20?400nm、质量分数分别为99%和1%的Au粉和Pd粉混合，在转速为100转/分的条件下，球磨0.5?2h，得到AuPd钎料； (二)、将待焊的钛环和Al2O3陶瓷放入丙酮中超声清洗5min; (三)、将得到的AuPd钎料用丙酮混合成膏状，并将膏状钎料均匀涂覆在Al2O3陶瓷的待连接面上，再将钛环置于涂覆层上，组成待焊装配件，其中，膏状钎料涂覆层的厚度为50μπι; (四)、将步骤三中得到的待焊装配件放置在真空加热炉中，当真空度达到(1.3?2.0)X10一￥&时，通电加热，控制升温速度为10°(3/1^11，升温至1100°(3，然后保温301^11，再控制冷却速度为3°C/min，冷却至300°C，然后再随炉冷却，即实现Al2O3陶瓷与钛环的连接。采用本实施方式获得的接头完整致密，无裂纹等缺陷，实现了钛环和Al2O3陶瓷的可靠连接，满足人造视网膜结构的应用要求。实施例2:—种采用AuPd钎料对Al2O3陶瓷与钛环的钎焊方法，其包括以下步骤: (一)、制备钎料:在行星式球磨机中，将颗粒度为20?400nm、质量分数分别为77%和23%的Au粉和Pd粉混合，在转速为300转/分的条件下，球磨0.5?2h，得到AuPd钎料； (二)、将待焊的钛环和Al2O3陶瓷放入丙酮中超声清洗1min; (三)、将得到的AuPd钎料用丙酮混合成膏状，并将膏状钎料均匀涂覆在Al2O3陶瓷的待连接面上，再将钛环置于涂覆层上，组成待焊装配件，其中，膏状钎料涂覆层的厚度为100μm； (四)、将步骤三中得到的待焊装配件放置在真空加热炉中，当真空度达到(1.3?2.0)X10—3Pa时，通电加热，控制升温速度为30°C/min，升温至1450°C，然后保温，再控制冷却速度为10°C/min，冷却至300°C，然后再随炉冷却，即实现Al2O3陶瓷与钛环的连接。采用本实施方式获得的接头完整致密，无裂纹等缺陷，实现了钛环和Al2O3陶瓷的可靠连接，满足人造视网膜结构的应用要求。实施例3:—种采用AuPd钎料对Al2O3陶瓷与钛环的钎焊方法，其包括以下步骤: (一)、制备钎料:在行星式球磨机中，将颗粒度为20?400nm、质量分数分别为88%和12%的Au粉和Pd粉混合，在转速为100?300转/分的条件下，球磨0.5?2h，得到AuPd钎料； (二)、将待焊的钛环和Al2O3陶瓷放入丙酮中超声清洗Smin; (三)、将得到的AuPd钎料用丙酮混合成膏状，并将膏状钎料均匀涂覆在Al2O3陶瓷的待连接面上，再将钛环置于涂覆层上，组成待焊装配件，其中，膏状钎料涂覆层的厚度为80μπι; (四)、将步骤三中得到的待焊装配件放置在真空加热炉中，当真空度达到(1.3?2.0)X10—3Pa时，通电加热，控制升温速度为20°C/min，升温至1330°C，然后保温15min，再控制冷却速度为5°C/min，冷却至300°C，然后再随炉冷却，即实现Al2O3陶瓷与钛环的连接。采用本实施方式获得的接头完整致密，无裂纹等缺陷，实现了钛环和Al2O3陶瓷的可靠连接。实施例4:，其特征在于:其包括以下步骤: (一)、制备钎料:在行星式球磨机中，将颗粒度为20?400nm、质量分数分别为80%和20%的Au粉和Pd粉混合，在转速为100?300转/分的条件下，球磨0.5?2h，得到AuPd钎料； (二)、将待焊的钛环和Al2O3陶瓷放入丙酮中超声清洗Smin; (三)、将得到的AuPd钎料用丙酮混合成膏状，并将膏状钎料均匀涂覆在Al2O3陶瓷的待连接面上，再将钛环置于涂覆层上，组成待焊装配件，其中，膏状钎料涂覆层的厚度为80μπι; (四)、将步骤三中得到的待焊装配件放置在真空加热炉中，当真空度达到(1.3?2.0)X10—3Pa时，通电加热，控制升温速度为20°C/min，升温至1330°C，然后保温15min，再控制冷却速度为5°C/min，冷却至300°C，然后再随炉冷却，即实现本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种采用AuPd钎料对Al2O3陶瓷与钛环的钎焊方法，其特征在于：其包括以下步骤：（一）、制备钎料：在行星式球磨机中，将颗粒度为20~400nm、质量分数分别为77~99%和1~23%的Au粉和Pd粉混合，在转速为100~300转/分的条件下，球磨0.5~2h，得到AuPd钎料；（二）、将待焊的钛环和Al2O3陶瓷放入丙酮中超声清洗5~10min；（三）、将得到的AuPd钎料用丙酮混合成膏状，并将膏状钎料均匀涂覆在Al2O3陶瓷的待连接面上，再将钛环置于涂覆层上，组成待焊装配件，其中，膏状钎料涂覆层的厚度为50~100μm；（四）、将步骤三中得到的待焊装配件放置在真空加热炉中，当真空度达到(1.3~2.0)×10‑3Pa时，通电加热，控制升温速度为10℃/min~30℃/min，升温至1100~1450℃，然后保温0~30min，再控制冷却速度为3℃/min~10℃/min，冷却至300℃，然后再随炉冷却，即实现Al2O3陶瓷与钛环的连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘多，牛红伟，宋晓国，周英豪，冯吉才，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学威海，
类型：发明
国别省市：山东;37