火工品電極塞鈦合金玻璃封接技術(shù)研究.pdf

1、隨著經(jīng)濟的發(fā)展，現(xiàn)代化戰(zhàn)爭模式的轉(zhuǎn)變，國防上的特殊要求，現(xiàn)代化軍隊的快速機動，發(fā)展輕型武器迫在眉睫，火工品作為武器系統(tǒng)中的一部分，即對火工品電子器件的小型化和結(jié)構(gòu)元件的精密化提出了新的要求，對火工品玻璃與金屬封接件（俗稱電極塞）的氣密性和可靠性的要求也日益提高。
　　玻璃與金屬封接技術(shù)在軍工領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用，其中電極塞以其優(yōu)良的氣密性、密封性能、機械強度等綜合性能，廣泛應(yīng)用于軍品航空、航天、造船、核電及民品行業(yè)中的實際生產(chǎn)和應(yīng)用中。

2、而金屬鈦合金的密度小，比強度、比剛度高，抗腐蝕性能、高溫力學(xué)性能、抗疲勞和蠕變性能都很好，具有優(yōu)良的綜合性能，是一種新型的、很有發(fā)展?jié)摿蛻?yīng)用前景的結(jié)構(gòu)材料，還可以與玻璃封接，滿足高氣密使用條件要求，有著巨大的應(yīng)用潛力，彌補了常用金屬材料的不足。
　　在國內(nèi)外已有研究的基礎(chǔ)上，本文針對國內(nèi)火工品電極塞使用鈦合金玻璃封接氣密性差，絕緣電阻不合格等方面的缺陷，首先以封接基本條件、封接機理、封接技術(shù)研究現(xiàn)狀為前提，篩選得出影響封接件氣密

3、性及絕緣性不合格的最主要因素是:匹配的膨脹系數(shù)，優(yōu)良的金屬封接表面和恰當(dāng)?shù)姆饨庸に?其次，根據(jù)改進的德拜-格律乃森模型，評估出鈦的熱膨脹系數(shù)為9.3×10-6k-1。采用匹配封接的方法進行封接試驗，根據(jù)試驗結(jié)果的數(shù)據(jù)圖表分析得出:封接玻璃膨脹系數(shù)及組成影響著封接性能，鉍酸鹽系玻璃能與鈦合金實現(xiàn)匹配封接;再其次，通過對封接殼體鈦合金實施電鍍鎳層即過渡封接的方法，采用鍍層厚度測試儀檢測鍍層氧化膜厚度，使用MATLAB曲線模擬確定出最優(yōu)氧化膜

4、厚度為3-5um;然后，闡述了玻璃金屬封接工藝的基本流程，首先采用簡單對比法得出封接工藝參數(shù)為封接溫度910℃，氮氣通入量1000L/h，封按時間20min，由于該試驗方法不全面，得出的工藝不一定是最佳的。隨后采用正交試驗設(shè)計法設(shè)計三因素五水平的正交表進行實驗，通過極差數(shù)據(jù)分析法確定出封接工藝參數(shù)封接溫度940℃、封接時間20min、氮氣通入量1400L/h及方差數(shù)據(jù)分析法確定出最佳的封接工藝參數(shù)封接溫度940℃，氮氣通入量750L/h

5、，封接時間30min。最后，通過匹配的膨脹系數(shù)，最優(yōu)的氧化膜厚度，最佳封接工藝解決鈦合金玻璃封接氣密性及絕緣性不合格問題。最終希望能試驗出封接性能優(yōu)越的能與新型鈦合金進行封接的玻璃組分及其最佳的封接工藝及封接參數(shù)。
　　研究結(jié)果表明:鉍酸鹽系玻璃能與TC4良好封接，鈦合金的最佳鍍鎳厚度為3-5um，對鈦合金玻璃封接件漏率影響最大的因素是封接溫度，鈦合金玻璃封接的最優(yōu)封接工藝為封接溫度940℃、保溫時間30min、氮氣通入量750L