一種陶瓷引線裝置及該裝置的成型方法

一種陶瓷引線裝置及該裝置的成型方法
【專利摘要】本發明公開了一種陶瓷引線裝置及該裝置的成型方法，所述陶瓷引線裝置包括銅柱、兩個陶瓷環及一個不銹鋼筒，本裝置具有結構簡單、銅柱與不銹鋼筒之間的絕緣性能好、制造過程中生產效率高、得到的裝置外形尺寸穩定、裝置使用壽命長等優點。本發明公開的成型方法可一次性將四個零件三種不同材料通過一次釬焊工藝連接在一起，形成絕緣密封性能較好的陶瓷引線裝置。
【專利說明】
一種陶瓷引線裝置及該裝置的成型方法
技術領域
[0001]本發明涉及異種材料焊接技術領域，特別是涉及一種陶瓷引線裝置及該裝置的成型方法。
【背景技術】
[0002]陶瓷與金屬陶瓷引線裝置強度高、耐熱性好，形成的層狀復合構件能夠較好的發揮金屬與陶瓷的性能，是陶瓷與金屬復合構件的一種典型結構。
[0003]對于銅、陶瓷與不銹鋼三種材料三層結構，不同材料的熱物性參數，不同的焊接特性為一次成型帶來了較大的難題。成型工藝選擇不當將會引起陶瓷套碎裂、焊接質量不好以及應力較大等問題。關于金屬陶瓷的焊接報導很多，文獻《活化鉬-錳法連接高純Al2O3陶瓷/不銹鋼》使用72Ag28Cu釬料釬焊制備了高純Al2O3陶瓷/不銹鋼平板接頭，文獻《日用陶瓷與不銹鋼釬焊連接的界面組織與性能分析》，實現了鍍鎳陶瓷與lCrl8M9Ti不銹鋼的釬焊連接，文獻《高純氧化鋁陶瓷與無氧銅的釬焊》介紹了 Ag-Cu-Ti活性釬料直接釬焊高純氧化鋁陶瓷與無氧銅。上述成型的多為平板簡單試驗件。隨著使用要求的提高和材料學科的發展，將多種材料結合在一起，發揮各種材料的特性，是發展需求，然而將多種材料結合在一起的方法成為瓶頸。
[0004]將銅、陶瓷與不銹鋼三種材料結合在一起機械連接方式絕緣密封性不易保證，且須采用較復雜結構的陶瓷。三種材料釬焊的陶瓷引線裝置難以對構件進行精確定位，也為焊接帶來了很大難度。現有技術中沒有采用銅、陶瓷與不銹鋼三種材料結合而成的陶瓷引線裝置，同時，銅、陶瓷與不銹鋼三種材料釬焊在一起常需要2次工序完成工件的釬焊，第2次釬焊時，第I次釬焊的釬縫容易重熔而開焊。
[0005]陶瓷引線裝置依靠金屬與陶瓷之間的密封焊實現連接，陶瓷塑性差、脆性高以及陶瓷與金屬的線膨脹系數與彈性模量等性能的不匹配的特點，為陶瓷引線裝置的成型帶來了較大的工藝難度。為解決引線裝置的更換和使用問題，在引線柱零件設計、材料和更換方式的方面有較多的報道。但針對此種多層陶瓷引線裝置的引線裝置的成型技術，在資料調研中，未見到相似引線裝置的成型工藝介紹。

【發明內容】

[0006]針對上述現有技術中沒有采用銅、陶瓷與不銹鋼三種材料結合而成的陶瓷引線裝置，同時，銅、陶瓷與不銹鋼三種材料釬焊在一起常需要2次工序完成工件的釬焊，第2次釬焊時，第I次釬焊的釬縫容易重熔而開焊;針對需以銅柱作導電材料，絕緣陶瓷作為絕緣層，外層通過不銹鋼層與設備連接的陶瓷引線裝置，現有技術中并沒有針對成型技術和某種成型技術針對的陶瓷引線結構有所公開的問題，本發明提供了一種陶瓷引線裝置及該裝置的成型方法。
[0007]為解決上述問題，本發明提供的一種陶瓷引線裝置及該裝置的成型方法通過以下技術要點來達到目的:一種陶瓷引線裝置，所述引線裝置包括銅柱、第一陶瓷環、第二陶瓷環及不銹鋼筒，所述銅柱為材質為銅的階梯軸狀結構，所述階梯軸狀結構上至少有兩個軸肩，所述第一陶瓷環及第二陶瓷環均為材質為陶瓷的環狀結構，所述不銹鋼筒為材質為不銹鋼的筒狀結構；
所述第一陶瓷環及第二陶瓷環均套設于銅柱上，且第一陶瓷環及第二陶瓷環分別通過釬焊與銅柱固定連接，第一陶瓷環、銅柱、第二陶瓷環三者組成的組件與不銹鋼筒的筒孔內壁通過釬焊固定連接，第一陶瓷環的內孔和第二陶瓷環的內孔中，至少有一個內孔上設置有變徑段；
第一陶瓷環及第二陶瓷環在銅柱軸向上的位置定位，分別通過第一陶瓷環和第二陶瓷環的端部或變徑段與銅柱上的軸肩接觸加以實現；
第一陶瓷環和第二陶瓷環的相鄰端相互重疊。
[0008]以上結構中，通過對銅柱、第一陶瓷環、第二陶瓷環具體結構的限定，便于在三者裝配時，能夠得到唯一的能夠很方便被確定的第二陶瓷環、第一陶瓷環在銅柱軸線上的位置，以使得所得陶瓷引線裝置具有良好的互換性，即在所述變徑段和/或端部與銅柱上軸肩接觸的時候，以上各部件的相互位置關系是確定的。這樣，以上結構形式的陶瓷引線裝置在生產時，可高效的完成裝配。
[0009]以上陶瓷引線裝置中，采用銅柱作導電材料，陶瓷作為絕緣層，外層通過不銹鋼與設備連接。采用釬焊作為以上零部件的固定連接形式，得到的陶瓷引線裝置各零部件之間具有很高的連接強度:釬焊連接點處的抗剪強度一般在1MPa以上，采用合理的工藝和釬料，甚至可以達到10MPa以上。以上裝置的結構中，各零部件的結構簡單，加工制造容易，加工制造成本低，特別適用于核領域設備中所需要同時采用陶瓷、銅、不銹鋼的場合。進一步的，以上結構中，相當于在銅柱與兩個陶瓷環之間，具有兩道釬縫，通過在工藝允許的范圍內，合理延長各條釬縫的長度，這樣不僅利于減小釬焊難度，還可進一步的保證銅柱與陶瓷環的連接強度和同軸度，同時也可使得銅柱陷入陶瓷環內的端部位于陶瓷環的更深位置，利于銅柱與不銹鋼筒之間的絕緣性能。第一陶瓷環和第二陶瓷環的相鄰端相互重疊的設置，即第一陶瓷環嵌入第二陶瓷環的內孔中或第二陶瓷環嵌入第一陶瓷環的內孔中，這樣可有效的保證第一陶瓷環與第二陶瓷環連接端位置銅柱與不銹鋼筒的絕緣性能。
[0010]以上陶瓷引線裝置中，銅柱、第一陶瓷環、第二陶瓷環具體結構，可通過各自上具有的變徑段、軸肩、端面等，在本裝置工作時，通過正壓力減小第一釬縫和第二釬縫上的剪應力，即本裝置還具有使用壽命長的優點。
[0011]同時，本發明還公開了一種陶瓷引線裝置的成型方法，該方法用于以上所述的陶瓷引線裝置的制造，包括順序進行的以下步驟:
51、加工出預定尺寸的銅柱、第一陶瓷環、第二陶瓷環及不銹鋼筒；
52、對銅柱、第一陶瓷環、第二陶瓷環及不銹鋼筒進行裝配，保證四者在釬焊前相互之間的位置關系；
53、在步驟S2中或步驟S2完成之后，在銅柱與第一陶瓷環之間填入得到第一釬縫所需要的釬料；
在銅柱與第二陶瓷環之間填入得到第二釬縫所需要的釬料;在組件與不銹鋼筒之間填入得到第三釬縫所需要的釬料；
54、進行釬焊； 其中，步驟SI中對第一陶瓷環和第二陶瓷環進行陶瓷金屬化處理，在步驟S4中采用分段式加熱真空釬焊。
[0012]以上陶瓷引線裝置的成型方法工藝路線中，對第一陶瓷環和第二陶瓷環進行了陶瓷金屬化處理，利于陶瓷引線裝置制造過程中的釬焊效果，可達到獲得絕緣和密封性能力更好的陶瓷引線裝置的技術效果。由于銅、陶瓷、不銹鋼三種材料的熱膨脹系數差距較大，同時陶瓷較脆，在陶瓷引線裝置中，陶瓷環同時受外層不銹鋼筒、內層銅柱的應力，故在步驟S4中采用分段式加熱的方式，可有效避免陶瓷在陶瓷引線裝置裝配套封過程中脆裂。采用真空釬焊的方式，可有效促使釬焊過程中所產生的氣體逸出釬焊熔池和保護釬焊熔池。
[0013]作為以上陶瓷引線裝置的成型方法進一步的技術方案，步驟S4的釬焊方式為:采用絲狀AgCu28釬料，并將釬料彎曲成環狀填充于對應釬焊間隙內，在真空條件下，對填充有釬料的陶瓷引線裝置采用多級逐漸升溫加熱機制，待釬料溶化后，對陶瓷引線裝置采用爐冷的方式冷卻；
所述多級逐漸升溫加熱機制包括順序進行的第一升溫階段、第一保溫階段、第二升溫階段、第二保溫階段、第三升溫階段、第三保溫階段；
所述第一升溫階段為在tl分鐘內，使填充有釬料的陶瓷引線裝置勻速升溫至Trc，所述第一保溫階段為將處于IVC的填充有釬料的陶瓷引線裝置保溫t2分鐘；
所述第二升溫階段為在t3分鐘內，使填充有釬料的陶瓷引線裝置勻速升溫至T2°C，所述第二保溫階段為將處于T2°C的填充有釬料的陶瓷引線裝置保溫t4分鐘；
所述第三升溫階段為在t5分鐘內，使填充有釬料的陶瓷引線裝置勻速升溫至T3°C，所述第二保溫階段為將處于T3°C的填充有釬料的陶瓷引線裝置保溫t6分鐘；
其中，tl的取值介于30-50之間，t2的取值介于5-15之間，t3的取值介于10-30之間，t4的取值介于10-20之間，t5的取值介于5-15之間；t6的取值介于5-10之間；
其中，Tl的取值介于450-550之間，T2的取值介于700-800之間，T3的取值介于820-850之間；
其中，爐冷時陶瓷引線裝置的冷卻速度不大于5°C/min。
[0014]作為以上所述一種陶瓷引線裝置進一步的技術方案:
在保證本裝置中各零部件之間的連接強度、絕緣性的情況下，為利于陶瓷引線裝置各零部件的制造成本，所述階梯軸狀結構上設置有三段等徑段，處于兩端的等徑段直徑小于處于中間的等徑段直徑；
第一陶瓷環及第二陶瓷環上的內孔均為通孔，第一陶瓷環上的通孔為階梯孔，所述階梯孔包括兩段等徑段；
所述第一陶瓷環套設于銅柱的外部，且銅柱上處于中間的等徑段位于階梯孔中內徑較大的一段內，銅柱上左端的軸肩與階梯孔的變徑段壁面貼合，且第一陶瓷環與銅柱之間具有用于兩者固定連接的第一釬縫，所述第一釬縫為通過釬焊得到的環狀焊縫，所述銅柱的左端相對于第一陶瓷環的左端外凸；第二陶瓷環套設于銅柱右端的等徑段上，且第二陶瓷環左端端部與銅柱右端的軸肩接觸，第二陶瓷環與銅柱的右端之間具有用于兩者固定連接的第二釬縫，所述第二釬縫為通過釬焊得到的環狀焊縫，所述銅柱的右端端部位于第二陶瓷環的通孔中；
由第一陶瓷環、銅柱、第二陶瓷環三者組成的組件穿設于不銹鋼筒的筒孔內，且所述組件與不銹鋼筒通過第三釬縫固定連接，所述第三釬縫為通過釬焊得到的環狀焊縫;所述銅柱的左端相對于不銹鋼筒的左端外凸；
所述第二陶瓷環的左端伸入第一陶瓷環右端的內孔內。
[0015]以上結構中，可設置為第一陶瓷環的外形呈兩段式階梯圓柱狀，第一陶瓷環的內孔直徑變化亦根據其外形而變化，以使得第一陶瓷環各點在滿足絕緣能力的情況下，各點厚度適宜，以利于減輕本裝置的重量。
[0016]為保證釬料安置牢靠，不致在釬焊過程中因意外干擾而錯動位置，以便于獲得良好的釬焊質量:銅柱上中間的等徑段左端外緣上還設置有倒角，所述第一釬縫位于銅柱上中間的等徑段與第一陶瓷環之間的間隙內。
[0017]為保證釬料安置牢靠，不致在釬焊過程中因意外干擾而錯動位置，以便于獲得良好的釬焊質量:第二陶瓷環左端內孔的端部還設置有倒角，所述第二釬縫位于銅柱右端的等徑段與第二陶瓷環之間的間隙內。
[0018]為便于限定第一陶瓷環、第二陶瓷環及不銹鋼筒三者相互之間的相互軸向位置，所述第一陶瓷環、第二陶瓷環及不銹鋼筒均呈異徑筒狀，且三者的軸線共線。
[0019]為便于限定第一陶瓷環、第二陶瓷環及不銹鋼筒三者相互之間的相互徑向位置，所述銅柱和/或第一陶瓷環上設置有用于限定第一陶瓷環在銅柱徑向上位置的第一位置限定部；
銅柱和/或第二陶瓷環上設置有用于限定第二陶瓷環在銅柱徑向上位置的第二位置限定部；
組件與不銹鋼筒上設置有用于限定組件在銅柱徑向上位置的第三位置限定部。
[0020]作為本領域技術人員，以上的第一位置限定部、第二位置限定部、第三位置限定部可以是設置于兩者連接端面上的一個環形凸緣或多個分布于同一圓環上的凸點，環形凸緣的內壁或外壁、多個凸點組成的圓環的內壁或外壁可作為相互之間徑向位置確定的依據。
[0021]為避免在釬焊得到的焊接層中產生氣孔，利于焊接所產生氣體逸出釬焊熔池，所述不銹鋼筒上還設置有用于釬焊過程中排出焊接所產生氣體的排氣孔。
[0022]作為用于限定由第一陶瓷環、銅柱、第二陶瓷環三者組成的組件在不銹鋼筒軸線上的位置的具體技術方案，以便于本產品制造過程中各零部件的相對位置關系定位、減小第三釬縫在本裝置工作過程中所要承受剪應力的大小，所述不銹鋼筒的筒孔上設置有變徑段，所述第一陶瓷環或第二陶瓷環為外壁設置有變徑段的圓筒結構，第一陶瓷環或第二陶瓷環外壁上的變徑段與不銹鋼筒內筒上的變徑段表面貼合，以限定由第一陶瓷環、銅柱、第二陶瓷環三者組成的組件在不銹鋼筒軸線上的位置。
[0023]本發明具有以下有益效果:
以上結構中，通過對銅柱、第一陶瓷環、第二陶瓷環具體結構的限定，便于在三者裝配時，能夠得到唯一的能夠很方便被確定的第二陶瓷環、第一陶瓷環在銅柱軸線上的位置，以使得所得陶瓷引線裝置具有良好的互換性，即在所述變徑段和/或端部與銅柱上軸肩接觸的時候，以上各部件的相互位置關系是確定的。這樣，以上結構形式的陶瓷引線裝置在生產時，可高效的完成裝配。
[0024]以上陶瓷引線裝置中，采用銅柱作導電材料，陶瓷作為絕緣層，外層通過不銹鋼與設備連接。采用釬焊作為以上零部件的固定連接形式，得到的陶瓷引線裝置各零部件之間具有很高的連接強度:釬焊連接點處的抗剪強度一般在1MPa以上，采用合理的工藝和釬料，甚至可以達到10MPa以上。以上裝置的結構中，各零部件的結構簡單，加工制造容易，加工制造成本低，特別適用于核領域設備中所需要同時采用陶瓷、銅、不銹鋼的場合。進一步的，以上結構中，相當于在銅柱與兩個陶瓷環之間，具有兩道釬縫，通過在工藝允許的范圍內，合理延長各條釬縫的長度，這樣不僅利于減小釬焊難度，還可進一步的保證銅柱與陶瓷環的連接強度和同軸度，同時也可使得銅柱陷入陶瓷環內的端部位于陶瓷環的更深位置，利于銅柱與不銹鋼筒之間的絕緣性能。第一陶瓷環和第二陶瓷環的相鄰端相互重疊的設置，即第一陶瓷環嵌入第二陶瓷環的內孔中或第二陶瓷環嵌入第一陶瓷環的內孔中，這樣可有效的保證第一陶瓷環與第二陶瓷環連接端位置銅柱與不銹鋼筒的絕緣性能。
[0025]以上陶瓷引線裝置中，銅柱、第一陶瓷環、第二陶瓷環具體結構，可通過各自上具有的變徑段、軸肩、端面等，在本裝置工作時，通過正壓力減小第一釬縫和第二釬縫上的剪應力，即本裝置還具有使用壽命長的優點。
[0026]綜上，本發明提供的裝置具有結構簡單、銅柱與不銹鋼筒之間的絕緣性能好、制造過程中生產效率高、得到的裝置外形尺寸穩定、裝置使用壽命長等優點。
[0027]本發明提供的陶瓷引線裝置的成型方法工藝路線中，對兩個陶瓷環進行了陶瓷金屬化處理，利于陶瓷引線裝置制造過程中的釬焊效果，可達到獲得絕緣和密封性能力更好的陶瓷引線裝置的技術效果。由于銅、陶瓷、不銹鋼三種材料的熱膨脹系數差距較大，同時陶瓷較脆，在陶瓷引線裝置中，兩個陶瓷環同時受外層不銹鋼筒、內層銅柱的應力，故在步驟S4中采用分段式加熱的方式，可有效避免陶瓷在陶瓷引線裝置的套封過程中脆裂。采用真空釬焊的方式，可有效促使釬焊過程中所產生的氣體逸出釬焊熔池和保護釬焊熔池。同時，本工藝路線可一次性將四個零件三種不同材料通過一次釬焊工藝連接在一起，形成絕緣密封性能較好的陶瓷引線裝置。
【附圖說明】
[0028]圖1是本發明所述的一種陶瓷引線裝置一個具體實施例的結構示意圖；
圖2是本發明所述的一種陶瓷引線裝置的成型方法中，釬焊過程加熱和冷卻工藝曲線圖。
[0029]圖中的標號分別代表:1、銅柱，2、第一陶瓷環，3、不銹鋼筒，4、第二陶瓷環，5、第一釬縫，6、第二釬縫，7、第三釬縫。
【具體實施方式】
[0030]下面結合實施例對本發明作進一步的詳細說明，但是本發明的結構不僅限于以下實施例。
[0031]實施例1:
如圖1和圖2所示，一種陶瓷引線裝置，所述引線裝置包括銅柱1、第一陶瓷環2、第二陶瓷環4及不銹鋼筒3，所述銅柱I為材質為銅的階梯軸狀結構，所述階梯軸狀結構上至少有兩個軸肩，所述第一陶瓷環2及第二陶瓷環4均為材質為陶瓷的環狀結構，所述不銹鋼筒3為材質為不銹鋼的筒狀結構；
所述第一陶瓷環2及第二陶瓷環4均套設于銅柱I上，且第一陶瓷環2及第二陶瓷環4分別通過釬焊與銅柱I固定連接，第一陶瓷環2、銅柱1、第二陶瓷環4三者組成的組件與不銹鋼筒3的筒孔內壁通過釬焊固定連接，第一陶瓷環2的內孔和第二陶瓷環4的內孔中，至少有一個內孔上設置有變徑段；
第一陶瓷環2及第二陶瓷環4在銅柱I軸向上的位置定位，分別通過第一陶瓷環2和第二陶瓷環4的端部或變徑段與銅柱I上的軸肩接觸加以實現；
第一陶瓷環2和第二陶瓷環4的相鄰端相互重疊。
[0032]以上結構中，通過對銅柱1、第一陶瓷環2、第二陶瓷環4具體結構的限定，便于在三者裝配時，能夠得到唯一的能夠很方便被確定的第二陶瓷環4、第一陶瓷環2在銅柱I軸線上的位置，以使得所得陶瓷引線裝置具有良好的互換性，即在所述變徑段和/或端部與銅柱I上軸肩接觸的時候，以上各部件的相互位置關系是確定的。這樣，以上結構形式的陶瓷引線裝置在生產時，可高效的完成裝配。
[0033]以上陶瓷引線裝置中，采用銅柱I作導電材料，陶瓷作為絕緣層，外層通過不銹鋼與設備連接。采用釬焊作為以上零部件的固定連接形式，得到的陶瓷引線裝置各零部件之間具有很高的連接強度:釬焊連接點處的抗剪強度一般在1MPa以上，采用合理的工藝和釬料，甚至可以達到10MPa以上。以上裝置的結構中，各零部件的結構簡單，加工制造容易，加工制造成本低，特別適用于核領域設備中所需要同時采用陶瓷、銅、不銹鋼的場合。進一步的，以上結構中，相當于在銅柱I與兩個陶瓷環之間，具有兩道釬縫，通過在工藝允許的范圍內，合理延長各條釬縫的長度，這樣不僅利于減小釬焊難度，還可進一步的保證銅柱I與陶瓷環的連接強度和同軸度，同時也可使得銅柱I陷入陶瓷環內的端部位于陶瓷環的更深位置，利于銅柱I與不銹鋼筒3之間的絕緣性能。第一陶瓷環2和第二陶瓷環4的相鄰端相互重疊的設置，即第一陶瓷環2嵌入第二陶瓷環4的內孔中或第二陶瓷環4嵌入第一陶瓷環2的內孔中，這樣可有效的保證第一陶瓷環2與第二陶瓷環4連接端位置銅柱I與不銹鋼筒3的絕緣性能。
[0034]以上陶瓷引線裝置中，銅柱1、第一陶瓷環2、第二陶瓷環4具體結構，可通過各自上具有的變徑段、軸肩、端面等，在本裝置工作時，通過正壓力減小第一釬縫5和第二釬縫6上的剪應力，即本裝置還具有使用壽命長的優點。
[0035]同時，本實施例還公開了一種陶瓷引線裝置的成型方法，該方法用于以上所述的陶瓷引線裝置的制造，包括順序進行的以下步驟:
51、加工出預定尺寸的銅柱1、第一陶瓷環2、第二陶瓷環4及不銹鋼筒3;
52、對銅柱1、第一陶瓷環2、第二陶瓷環4及不銹鋼筒3進行裝配，保證四者在釬焊前相互之間的位置關系；
53、在步驟S2中或步驟S2完成之后，在銅柱I與第一陶瓷環2之間填入得到第一釬縫5所需要的釬料；
在銅柱I與第二陶瓷環4之間填入得到第二釬縫6所需要的釬料;在組件與不銹鋼筒3之間填入得到第三釬縫7所需要的釬料；
54、進彳丁奸焊；
其中，步驟SI中對第一陶瓷環2和第二陶瓷環4進行陶瓷金屬化處理，在步驟S4中采用分段式加熱真空釬焊。
[0036]以上陶瓷引線裝置的成型方法工藝路線中，對第一陶瓷環2和第二陶瓷環4進行了陶瓷金屬化處理，利于陶瓷引線裝置制造過程中的釬焊效果，可達到獲得絕緣和密封性能力更好的陶瓷引線裝置的技術效果。由于銅、陶瓷、不銹鋼三種材料的熱膨脹系數差距較大，同時陶瓷較脆，在陶瓷引線裝置中，陶瓷環同時受外層不銹鋼筒3、內層銅柱I的應力，故在步驟S4中采用分段式加熱的方式，可有效避免陶瓷在陶瓷引線裝置裝配套封過程中脆裂。采用真空釬焊的方式，可有效促使釬焊過程中所產生的氣體逸出釬焊熔池和保護釬焊熔池。
[0037]作為以上陶瓷引線裝置的成型方法進一步的技術方案，步驟S4的釬焊方式為:采用絲狀AgCu28釬料，并將釬料彎曲成環狀填充于對應釬焊間隙內，在真空條件下，對填充有釬料的陶瓷引線裝置采用多級逐漸升溫加熱機制，待釬料溶化后，對陶瓷引線裝置采用爐冷的方式冷卻；
所述多級逐漸升溫加熱機制包括順序進行的第一升溫階段、第一保溫階段、第二升溫階段、第二保溫階段、第三升溫階段、第三保溫階段；
所述第一升溫階段為在tl分鐘內，使填充有釬料的陶瓷引線裝置勻速升溫至Trc，所述第一保溫階段為將處于IVC的填充有釬料的陶瓷引線裝置保溫t2分鐘；
所述第二升溫階段為在t3分鐘內，使填充有釬料的陶瓷引線裝置勻速升溫至T2°C，所述第二保溫階段為將處于T2°C的填充有釬料的陶瓷引線裝置保溫t4分鐘；
所述第三升溫階段為在t5分鐘內，使填充有釬料的陶瓷引線裝置勻速升溫至T3°C，所述第二保溫階段為將處于T3°C的填充有釬料的陶瓷引線裝置保溫t6分鐘；
其中，tl的取值介于30-50之間，t2的取值介于5-15之間，t3的取值介于10-30之間，t4的取值介于10-20之間，t5的取值介于5-15之間；t6的取值介于5-10之間；
其中，Tl的取值介于450-550之間，T2的取值介于700-800之間，T3的取值介于820-850之間；
其中，爐冷時陶瓷引線裝置的冷卻速度不大于5°C/min。
[0038]本實施例中，所述陶瓷金屬化處理采用Mo-Mn法進行金屬化，同時保證金屬化層厚度為20-40??m，金屬化層均勾，無起皮等缺陷。針對與陶瓷環3連接端直徑為30mm的銅柱11，第一釬縫5厚度介于0.3-0.4mm之間，第二釬縫6厚度介于0.2-0.3mm之間，第三釬縫7厚度介于0.05-0.2mm之間，且三個釬縫均為完整的環形結構。同時各零部件在裝配前，還需要對各零部件進行焊前化學清洗，對化學清洗后的零件再采用水沖洗，在對各零件進行丙酮浸泡，最后對各零件進行烘干處理。在焊接過程中，為保證各零件的相對位置的穩定性，本實施例中采用在零部件上放置重物，通過重物的重力避免相互連接的兩個零件位置移動。在成型方法中，針對圖1的裝置結構，以不銹鋼筒3為基準，依次放入第三釬縫7所需釬料、第二陶瓷環4、第二釬縫6所需釬料、銅柱1、第一釬縫5所需釬料、第一陶瓷環2完成組裝。
[0039]本實施例中，圖2給出的工藝曲線圖中給出了一種步驟S4的具體實現方式，其中，七1至七6分別為:40、10、20、15、10、10，1'1至了3分別為540、730、825。
[0040]實施例2:
如圖1所示，本實施例在實施例1的基礎上作進一步限定:作為對以上所述的一種陶瓷引線裝置進一步的技術方案:
在保證本裝置中各零部件之間的連接強度、絕緣性的情況下，為利于陶瓷引線裝置各零部件的制造成本，所述階梯軸狀結構上設置有三段等徑段，處于兩端的等徑段直徑小于處于中間的等徑段直徑；
第一陶瓷環2及第二陶瓷環4上的內孔均為通孔，第一陶瓷環2上的通孔為階梯孔，所述階梯孔包括兩段等徑段；
所述第一陶瓷環2套設于銅柱I的外部，且銅柱I上處于中間的等徑段位于階梯孔中內徑較大的一段內，銅柱I上左端的軸肩與階梯孔的變徑段壁面貼合，且第一陶瓷環2與銅柱I之間具有用于兩者固定連接的第一釬縫5，所述第一釬縫5為通過釬焊得到的環狀焊縫，所述銅柱I的左端相對于第一陶瓷環2的左端外凸；第二陶瓷環4套設于銅柱I右端的等徑段上，且第二陶瓷環4左端端部與銅柱I右端的軸肩接觸，第二陶瓷環4與銅柱I的右端之間具有用于兩者固定連接的第二釬縫6，所述第二釬縫6為通過釬焊得到的環狀焊縫，所述銅柱I的右端端部位于第二陶瓷環4的通孔中；
由第一陶瓷環2、銅柱1、第二陶瓷環4三者組成的組件穿設于不銹鋼筒3的筒孔內，且所述組件與不銹鋼筒3通過第三釬縫7固定連接，所述第三釬縫7為通過釬焊得到的環狀焊縫；所述銅柱I的左端相對于不銹鋼筒3的左端外凸；
所述第二陶瓷環4的左端伸入第一陶瓷環2右端的內孔內。
[0041]以上結構中，可設置為第一陶瓷環2的外形呈兩段式階梯圓柱狀，第一陶瓷環2的內孔直徑變化亦根據其外形而變化，以使得第一陶瓷環2各點在滿足絕緣能力的情況下，各點厚度適宜，以利于減輕本裝置的重量。
[0042]為保證釬料安置牢靠，不致在釬焊過程中因意外干擾而錯動位置，以便于獲得良好的釬焊質量:銅柱I上中間的等徑段左端外緣上還設置有倒角，所述第一釬縫5位于銅柱I上中間的等徑段與第一陶瓷環2之間的間隙內。
[0043]為保證釬料安置牢靠，不致在釬焊過程中因意外干擾而錯動位置，以便于獲得良好的釬焊質量:第二陶瓷環4左端內孔的端部還設置有倒角，所述第二釬縫6位于銅柱I右端的等徑段與第二陶瓷環4之間的間隙內。
[0044]為便于限定第一陶瓷環2、第二陶瓷環4及不銹鋼筒3三者相互之間的相互軸向位置，所述第一陶瓷環2、第二陶瓷環4及不銹鋼筒3均呈異徑筒狀，且三者的軸線共線。
[0045]為便于限定第一陶瓷環2、第二陶瓷環4及不銹鋼筒3三者相互之間的相互徑向位置，所述銅柱I和/或第一陶瓷環2上設置有用于限定第一陶瓷環2在銅柱I徑向上位置的第一位置限定部；
銅柱I和/或第二陶瓷環4上設置有用于限定第二陶瓷環4在銅柱I徑向上位置的第二位置限定部；
組件與不銹鋼筒3上設置有用于限定組件在銅柱I徑向上位置的第三位置限定部。
[0046]作為本領域技術人員，以上的第一位置限定部、第二位置限定部、第三位置限定部可以是設置于兩者連接端面上的一個環形凸緣或多個分布于同一圓環上的凸點，環形凸緣的內壁或外壁、多個凸點組成的圓環的內壁或外壁可作為相互之間徑向位置確定的依據。
[0047]為避免在釬焊得到的焊接層中產生氣孔，利于焊接所產生氣體逸出釬焊熔池，所述不銹鋼筒3上還設置有用于釬焊過程中排出焊接所產生氣體的排氣孔。
[0048]作為用于限定由第一陶瓷環2、銅柱1、第二陶瓷環4三者組成的組件在不銹鋼筒3軸線上的位置的具體技術方案，以便于本產品制造過程中各零部件的相對位置關系定位、減小第三釬縫7在本裝置工作過程中所要承受剪應力的大小，所述不銹鋼筒3的筒孔上設置有變徑段，所述第一陶瓷環2或第二陶瓷環4為外壁設置有變徑段的圓筒結構，第一陶瓷環2或第二陶瓷環4外壁上的變徑段與不銹鋼筒3內筒上的變徑段表面貼合，以限定由第一陶瓷環2、銅柱1、第二陶瓷環4三者組成的組件在不銹鋼筒3軸線上的位置。
[0049]以上內容是結合具體的優選實施方式對本發明作的進一步詳細說明，不能認定本發明的【具體實施方式】只局限于這些說明。對于本發明所屬技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明的技術方案下得出的其他實施方式，均應包含在本發明的保護范圍內。
【主權項】
1.一種陶瓷引線裝置，其特征在于，所述引線裝置包括銅柱(1)、第一陶瓷環(2)、第二陶瓷環(4)及不銹鋼筒(3)，所述銅柱(I)為材質為銅的階梯軸狀結構，所述階梯軸狀結構上至少有兩個軸肩，所述第一陶瓷環(2)及第二陶瓷環(4)均為材質為陶瓷的環狀結構，所述不銹鋼筒(3)為材質為不銹鋼的筒狀結構； 所述第一陶瓷環(2)及第二陶瓷環(4)均套設于銅柱(I)上，且第一陶瓷環(2)及第二陶瓷環(4)分別通過釬焊與銅柱(I)固定連接，第一陶瓷環(2)、銅柱(1)、第二陶瓷環(4)三者組成的組件與不銹鋼筒(3)的筒孔內壁通過釬焊固定連接，第一陶瓷環(2)的內孔和第二陶瓷環(4)的內孔中，至少有一個內孔上設置有變徑段； 第一陶瓷環(2)及第二陶瓷環(4)在銅柱(I)軸向上的位置定位，分別通過第一陶瓷環(2)和第二陶瓷環(4)的端部或變徑段與銅柱(I)上的軸肩接觸加以實現； 第一陶瓷環(2)和第二陶瓷環(4)的相鄰端相互重疊。2.根據權利要求1所述的一種陶瓷引線裝置，其特征在于，所述階梯軸狀結構上設置有三段等徑段，處于兩端的等徑段直徑小于處于中間的等徑段直徑； 第一陶瓷環(2)及第二陶瓷環(4)上的內孔均為通孔，第一陶瓷環(2)上的通孔為階梯孔，所述階梯孔包括兩段等徑段； 所述第一陶瓷環(2)套設于銅柱(I)的外部，且銅柱(I)上處于中間的等徑段位于階梯孔中內徑較大的一段內，銅柱(I)上左端的軸肩與階梯孔的變徑段壁面貼合，且第一陶瓷環(2)與銅柱(I)之間具有用于兩者固定連接的第一釬縫(5)，所述第一釬縫(5)為通過釬焊得到的環狀焊縫，所述銅柱(I)的左端相對于第一陶瓷環(2)的左端外凸；第二陶瓷環(4)套設于銅柱(I)右端的等徑段上，且第二陶瓷環(4)左端端部與銅柱(I)右端的軸肩接觸，第二陶瓷環(2)與銅柱(I)的右端之間具有用于兩者固定連接的第二釬縫(6)，所述第二釬縫(6)為通過釬焊得到的環狀焊縫，所述銅柱(I)的右端端部位于第二陶瓷環(4)的通孔中； 由第一陶瓷環(2)、銅柱(1)、第二陶瓷環(4)三者組成的組件穿設于不銹鋼筒(3)的筒孔內，且所述組件與不銹鋼筒(3)通過第三釬縫(7)固定連接，所述第三釬縫(7)為通過釬焊得到的環狀焊縫;所述銅柱(I)的左端相對于不銹鋼筒(3)的左端外凸； 所述第二陶瓷環(4)的左端伸入第一陶瓷環(2)右端的內孔內。3.根據權利要求2所述的一種陶瓷引線裝置，其特征在于，銅柱(I)上中間的等徑段左端外緣上還設置有倒角，所述第一釬縫(5)位于銅柱(I)上中間的等徑段與第一陶瓷環(2)之間的間隙內。4.根據權利要求2所述的一種陶瓷引線裝置，其特征在于，第二陶瓷環(4)左端內孔的端部還設置有倒角，所述第二釬縫(6)位于銅柱(I)右端的等徑段與第二陶瓷環(4)之間的間隙內。5.根據權利要求2所述的一種陶瓷引線裝置，其特征在于，所述第一陶瓷環(2)、第二陶瓷環(4)及不銹鋼筒(3)均呈異徑筒狀，且三者的軸線共線。6.根據權利要求2所述的一種陶瓷引線裝置，其特征在于，所述銅柱(I)和/或第一陶瓷環(2)上設置有用于限定第一陶瓷環(2)在銅柱(I)徑向上位置的第一位置限定部； 銅柱(I)和/或第二陶瓷環(4)上設置有用于限定第二陶瓷環(4)在銅柱(I)徑向上位置的第二位置限定部； 組件與不銹鋼筒(3)上設置有用于限定組件在銅柱(I)徑向上位置的第三位置限定部。7.根據權利要求2所述的一種陶瓷引線裝置，其特征在于，所述不銹鋼筒(3)上還設置有用于釬焊過程中排出焊接所產生氣體的排氣孔。8.根據權利要求1所述的一種陶瓷引線裝置，其特征在于，所述不銹鋼筒(3)的筒孔上設置有變徑段，所述第一陶瓷環(2)或第二陶瓷環(4)為外壁設置有變徑段的圓筒結構，第一陶瓷環(2)或第二陶瓷環(4)外壁上的變徑段與不銹鋼筒(3)內筒上的變徑段表面貼合，以限定由第一陶瓷環(2)、銅柱(1)、第二陶瓷環(4)三者組成的組件在不銹鋼筒(3)軸線上的位置。9.一種陶瓷引線裝置的成型方法，其特征在于，該方法用于如權利要求1所述的陶瓷引線裝置的制造，包括順序進行的以下步驟: 51、加工出預定尺寸的銅柱(1)、第一陶瓷環(2)、第二陶瓷環(4)及不銹鋼筒(3); 52、對銅柱(1)、第一陶瓷環(2)、第二陶瓷環(4)及不銹鋼筒(3)進行裝配，保證四者在釬焊前相互之間的位置關系； 53、在步驟S2中或步驟S2完成之后，在銅柱(I)與第一陶瓷環(2)之間填入得到第一釬縫(5)所需要的釬料； 在銅柱(I)與第二陶瓷環(4)之間填入得到第二釬縫(6)所需要的釬料;在組件與不銹鋼筒(3)之間填入得到第三釬縫(7)所需要的釬料； 54、進彳丁奸焊； 其中，步驟SI中對第一陶瓷環(2)和第二陶瓷環(4)進行陶瓷金屬化處理，在步驟S4中采用分段式加熱真空釬焊。10.根據權利要求9所述的一種陶瓷引線裝置的成型方法，其特征在于，步驟S4的釬焊方式為:采用絲狀AgCu28釬料，并將釬料彎曲成環狀填充于對應釬焊間隙內，在真空條件下，對填充有釬料的陶瓷引線裝置采用多級逐漸升溫加熱機制，待釬料溶化后，對陶瓷引線裝置采用爐冷的方式冷卻； 所述多級逐漸升溫加熱機制包括順序進行的第一升溫階段、第一保溫階段、第二升溫階段、第二保溫階段、第三升溫階段、第三保溫階段； 所述第一升溫階段為在ti分鐘內，使填充有釬料的陶瓷引線裝置勻速升溫至Trc，所述第一保溫階段為將處于IVC的填充有釬料的陶瓷引線裝置保溫t2分鐘； 所述第二升溫階段為在t3分鐘內，使填充有釬料的陶瓷引線裝置勻速升溫至T2°C，所述第二保溫階段為將處于T2°C的填充有釬料的陶瓷引線裝置保溫t4分鐘； 所述第三升溫階段為在t5分鐘內，使填充有釬料的陶瓷引線裝置勻速升溫至T3°C，所述第二保溫階段為將處于T3°C的填充有釬料的陶瓷引線裝置保溫t6分鐘； 其中，tl的取值介于30-50之間，t2的取值介于5-15之間，t3的取值介于10-30之間，t4的取值介于10-20之間，t5的取值介于5-15之間；t6的取值介于5-10之間； 其中，Tl的取值介于450-550之間，T2的取值介于700-800之間，T3的取值介于820-850之間； 其中，爐冷時陶瓷引線裝置的冷卻速度不大于5°C/min。
【文檔編號】G21C13/02GK105869683SQ201610200500
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年4月1日
【發明人】王世忠, 唐彬, 樊寶全, 陳高詹, 俞德懷, 陶海燕, 魏連峰
【申請人】中國核動力研究設計院