精密合金4J29介紹
隨著空間對(duì)地觀測(cè)、深空探測(cè)對(duì)高分辨率探測(cè)精度等要求的不斷提高,光電系統(tǒng)采用低溫環(huán)境工作是有效途徑,這給系統(tǒng)的集成提出了更高的要求。在低溫集成系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)中,計(jì)算機(jī)仿真需要精確的材料熱物性、機(jī)械性能等數(shù)據(jù)。但隨著新材料的研發(fā)及應(yīng)用,實(shí)際應(yīng)用的新型材料在低溫區(qū)數(shù)據(jù)缺乏。4J29可伐合金( 又稱 Kovar 合金) 具有特殊的膨脹特性,其與硅硼硬玻璃材料在加熱及冷卻過(guò)程中具有相近的膨脹系數(shù)和熱脹冷縮速率,因此能夠?qū)崿F(xiàn)與玻璃的牢固匹配封接,可用于真空密封,是目前航天紅外低溫光電系統(tǒng)中的常用材料。同時(shí),4J29 可伐合金在液氮溫區(qū)以上具有良好的低溫組織穩(wěn)定性,并且具有優(yōu)異的加工、焊接及電鍍性能,是航天低溫系統(tǒng)應(yīng)用中電連接器的常用材料。
Scott 于 20 世紀(jì) 30 年代研究出 4J29 可伐合金。4J29 可伐合金的膨脹系數(shù)與硅硼硬玻璃較為接近,硅硼硬玻璃能夠很好地浸潤(rùn) 4J29 合金表面的氧化膜,這可以保證封裝器件的密封性。該合金的出現(xiàn)很快取代了難熔金屬鎢、鉬等,并被廣泛用于飛機(jī)、航天器上的真空儀表器件的密封結(jié)構(gòu)材料。硬玻璃作為半導(dǎo)體晶體管封裝的材料,其大量使用使 4J29 合金被廣泛應(yīng)用于晶體管、集成電路等器件制造業(yè)。
4J29化學(xué)成分
4J29(執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)GB/T 15018-1994 YB/T 5231-1993)
合金 | % | 磷 | 硫 | 鎳 | 碳 | 錳 | 硅 | 鉻 | 鉬 | 銅 | 鈷 | 鐵 |
4J29 | 小 | 28.5 | 16.8 | 余 | ||||||||
大 | 0.020 | 0.020 | 29.5 | 0.03 | 0.50 | 0.30 | 0.20 | 0.20 | 0.20 | 17.8 | 量 |
精密合金4J29熱物性能
4J29 可伐合金在低溫區(qū)與常溫區(qū)具有不同的熱物性,其熱物性的改變對(duì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)具有一定的影響,這一點(diǎn)已引起了研究人員的重視。本文用“穩(wěn)態(tài)縱向熱流法”測(cè)試了 4J29 可伐合金在 77—300 K 溫區(qū)的熱導(dǎo)率值,用“穩(wěn)態(tài)法”測(cè)試了 4J29 可伐合金在77—300 K 溫區(qū)的比熱容,用彈性模量試驗(yàn)機(jī)測(cè)試了77—300 K 溫區(qū)的彈性模量系數(shù),得到了 4J29 可伐合金在液氮至室溫區(qū)工程需要的熱物性參數(shù)及機(jī)械性能參數(shù)。熱物性測(cè)試表明,4J29 可伐合金的比熱容和熱導(dǎo)率隨溫度的降低而降低,77 K 溫區(qū)測(cè)量值均比常溫區(qū)測(cè)量值小3 倍以上。力學(xué)彈性模量測(cè)試中,彈性模量值隨溫度的降低變化不大,大小趨勢(shì)出現(xiàn)隨機(jī)性。通過(guò)利用 TC4 鈦合金作標(biāo)準(zhǔn)參考材料對(duì)比及誤差分析,證明測(cè)量誤差在可接受范圍以內(nèi),可以作為工程系統(tǒng)應(yīng)用設(shè)計(jì)者的引用參考數(shù)據(jù)。
可供應(yīng)各種規(guī)格的板材、棒材、帶材、絲材、圓餅、環(huán)坯、環(huán)形鍛件。棒材 以鍛軋狀態(tài)、表面磨光或車光供應(yīng);圓餅和環(huán)坯以鍛態(tài)供應(yīng);環(huán)件以固溶狀態(tài)供應(yīng);板材經(jīng)固溶、堿酸洗、矯直和切邊后供應(yīng);帶材經(jīng)冷軋、固溶、去氧化皮交貨;絲材以固溶酸洗盤狀或直條狀、固溶直條細(xì)磨光狀態(tài)交貨。