金-锗、金-锗-锑合金材料的制备方法技术

本发明专利技术涉及金－锗、金－锗－锑合金材料的其制备，具体地说是涉及一种在氩气保护下金－锗、金－锗－锑合金材料的制备方法。明确了合金的比例。方法确定了制备过程使用氩气压力是０．０１－０．１Ｍｐａ，和流量每分钟３．０－８．０升的范围。方法中采用了分二个阶段熔融的方式。具有简单、方便、有利于大批量生产的特点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及金-锗、金-锗-锑合金材料的制备方法，具体地说是涉及一种新的金-锗、金-锗-锑合金材料的制备方法，该产品属于贵金属材料领域。产品可广泛地应用于仪器、仪表、电子测温、真空镀膜、精密接点、电子元器件、半导体、半导体集成电路等。
技术介绍
现有的金-锗、金-锗-锑合金材料的制备方法，采用普通真空熔炼方法，由于在熔炼过程中不断地抽真空，使加入的元素锗、锑的金属蒸气不断被抽出，最终导致金-锗、金-锗-锑合金材料合金比例失调。严重时产品报废。这已经成为金-锗、金-锗-锑合金材料制备的一项技术难题。随着科学技术的发展，对各种仪器、仪表、通信设施、军事设备的要求也越来越高。金在各种精密自动化仪器上的应用也越来越占有重要位置。工业用测量及控制设备上广泛使用以脉冲变线位移和角位移的绕线，电位计占有重要位置，电位质量是测量控制系统工作精度的决定因素。由于这个原因，往往要求这种设备在各种工业气氛的不同温度下长期工作。这是采用金合金作为精密电位计关键材料的原因。在测试技术中应用的精密电位计的某些部分材料有很高的比电阻，以及小到接近于零的电阻温度系数，以致电阻在工作时是常数(保持常数的难度非常大)。测量温度常采用热电偶和电阻温度计。热电偶是由两种不同成份的金属丝组成，由于测量点的冷端间的温度差引起能用毫伏计测量出的热电势，是基于温度的热电势的变化来测量温度的，因此对材料的热稳性要求是很严格的。金-锗合金、金-锗-锑合金、除能满足上述要求外，在加工的机械性能、热稳定性等各方面都达到了较好的水平。在现代化通讯系统、控制系统及电子计算机系统中，虽然其结构紧凑，器件微型化，但尚应保证进行必要检查的可能性。在这方面采取个别零件和元件可拆卸结构，在技术上是合理的。对可靠性和使用寿命提出更高的要求，自然提出研究新型触点的必要性与重要性。由于零件布置紧凑和单位体积的能量储备增大，在通讯系统中提高系统的有效性，在研制触点材料时必须考虑与周围环境相关的一些因素，如优良导电性，稳定的电阻以及优良的耐蚀性，可加工性，热稳定性等。由于金的合金具有上述优良性质，被广泛地应用于电于工业触点的制作。在长期的使用中，即使在多变的环境里，也能保证在微弱的电流转换及很小接触压力时具有优良的接触可靠性。金合金用在电触点材料的种类也在不断增多。如铆钉型复合电触点材料(根据GB11096-89)以贵金属及合金为复层，铜为基本材料制造的双金属复合触点；在低压电器，仪器仪表等产品中用作小型负荷的开关，继电器等的电触点；通信设备用触点材料「根据日本JISC2509-1965]；金银镍合金触点材料(根据美国ASTM B477-92)用作滑动电触点，品种有薄板、带材、棒材和丝材；金钯合金材料(根据美国A5YMB540-91)，包括带材、棒材和丝材；金合金触点材料(根据美国AsTN贴41-阳)一般被制成带材、棒材和丝材。由于金合金的可镀性、高塑性及良好的加工性能，可采用压制、电镀、包复、电沉积等方法制作各种不同类型、不同用途电触点，如用金-铂、金-锗、金-锗-锑可制作通讯设备用触点、滑动触点；用金-锗制成的电话继电器触点，耐磨而且能保证信号的传递用金-锗制作高强度、耐腐蚀电触点；金-锗、金-锗-锑合金材料等被作为导体材料广泛用于电子设备、半导体器材和微型电路中做导体材料。如半导体集成电路的制作。制作集成电路的前期制程晶片的生产离不开金-锗、金-锗-锑合金材料。将这类合金材料通过真空镀膜技术蒸发到6寸-12寸半导体圆晶上面，既提高晶片的抗氧化性、又增加其散热能力。半导体圆晶经过真空镀金-锗、或者金-锗-锑合金材料后(镀金层厚度不小于1微米)、装入芯片、键合引线、封装等工序才能制成半导体集成电路。因此在集成电路制作上金-锗、金-锗-锑合金是不可缺少的工艺材料。金-锗、金-锗-锑合金材料用作金基焊料时有许多宝贵的性质，随着电子工业、真空技术、原子能装置、飞机及火箭用的喷气发动机、宇航装置等新结构材料研制工作的发展，金-锗、金-锗-锑合金材料金基焊料的应用范围变得更为宽广了。金-锗、金-锗-锑合金材料制成的金基焊料的性质要求主要是湿润性能、焊接的强度、耐热性、耐蚀性、溅射性及工艺性能。用于焊接波导管、集成电路、半导体电子管、无线电设备、真空仪表。金-锗、金-锗-锑合金材料共熔型合金流动性好，充填小缝隙的能力强，对铜、铁、镍、铝、锰、钨等金属及合金都有很好的润湿性。与焊接金属有节制的相互间的化学作用，不破坏焊缝的尺寸，不造成焊接件强度下降。当焊接真空焊缝时，在低气压下金铜焊料不会出现任何问题。在电子工业中很多情况下，钎焊零部件时使用共熔的或接近共熔的金-锗、金-锗-锑合金材料焊料，具有结实的焊缝及抗蠕变的稳定性，加铬有抗氧化性，广泛用于航空及火箭技术中，在高温下要求有高强度的焊接。在半导体集成电路装配中广泛采用金-锗、金-锗-锑合金材料金基焊料做钎焊。为了改善半导体仪表导热，将其安装在金属底板上。因为半导体材料具有固定形式(n型P型)的传导性，则焊料也必须有同样形式的传导性，具有p型的焊接是采用金-锗元素配制的。具有n型的焊料则采用VA族元素配制的，如金-砷、金-锗-锑等。也采用具有易熔共晶的传导性的焊料。具有特殊传导性的金基焊料在半导体间具有良好的电接触，而低熔点保证了它在钎焊过程中的工艺性能。由于现有的技术无法保证金-锗、金-锗-锑合金材料产品比例的高精度，因此在诸多精密电子产品制作工艺中受到限制。因此，提供高精密度的金-锗、金-锗-锑合金材料生产制备工艺已经十分迫切。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术中存在的不足之处，而提供一种高精密度制备简便、效果好的金-锗、金-锗-锑合金材料的制备方法。本专利技术目的可以通过如下措施耒实现，制备金-锗、金-锗-锑合金材料是分两个步骤按如下顺序进行第一步配料取含金量为99.999％的高纯金粉按照与锗、锑如下的重量比配制合金材料1、金锗重量比为Au88.000克Ge12.000克-Au93.000克Ge7.000克2、金∶锗∶锑重量比为Au88.000克∶Ge11.98克∶Sb0.120克Au93.000克∶Ge6.900克∶Sb0.100克先称取锗、锑材料放入(德国Indutherm生产型号为CC-400)高温电炉中，然后加入高纯金粉材料将其表面覆盖。密封、盖紧电炉炉膛。第二步熔炼向炉内以0.01-0.1Mpa压力，每分钟3.0-8.0升的流量充入含量为99.99％高纯氩气，以氩气驱赶净空气10-20分钟。然后逐渐地升温，第一阶段升温至700度时保持5分钟。停止充气，关闭进气阀门和出气阀门，保持炉腔内含有氩气，第二阶段讯速升温至1250度时保持熔融10分钟的时间，此时金-锗、金-锗-锑合金材料已经熔融完成。关闭电炉电源，开启充气和出气阀门仍按照上述的氩气充气保护条件继续充气冷确至炉内温度为700度。以连续下浇铸的方式铸锭，得到金-锗、金-锗-锑合金材料。本专利技术产品为深灰色的金-锗、金-锗-锑合金材料理化性质如下1、化学分子式Au-Ge、Au-Ge-Sb2、含金量88.000％-93.000％3、颜色深灰色4、状态金属合金5、密度16.81-18.53克/立方厘米6、熔点390℃-450℃本专利技术相比现有技术具有如下优点本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种金－锗、金－锗－锑合金材料的制备方法；具体的是在惰性气体氩气保护下金－锗、金－锗－锑合金材料的制备方法。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：滕先弟，滕飞，
申请(专利权)人：滕先弟，滕飞，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]