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金刚石封接工艺用硼硅酸盐玻璃粈/p>

金刚石封接工艺用硼硅酸盐玻璃粈/div>

这是一款专丹/span>金刚石封?/span>工艺定制皃/span>硼硅酸盐玻璃粈/span>+/span>通过精准调控组分比例,实现与金刚石(超硬、低热膨胀特性)的界面相容性与热性能匹配性。产品兼具高封接强度、优异化学稳定性及工艺适应性,适用亍span textstyle="" style="font-weight: bold;">金刚石工具、半导体散热器件、精密光学元件等高端领域的封装需求、/span>

具体参数参考如下:

性能

参数范围

外观

白色粉末(无结块(/span>

粒度分布

D50?~15μm(可定制(/span>

封接温度

500~650℃(依配方微调)

热膨胀系数'/span>CTE(/span>

2.0~3.0×10⁻⁶/K?5~300℃)

耐酸碱?/span>

pH2~12环境下无显著腐蚀


物理特?/strong>


1.热性能:热膨胀系数与热稳定?/strong>

热膨胀系数(CTE)精准调控:

产品CTE可控制在2.0~3.0×10⁻⁶/K?5~300℃),与金刚石CTE(≈1×10⁻⁶/K)高度匹配。封接后,界面热应力大幅降低,避免温度交变(如器件启停、环境温差)导致的微裂纹或脱层、/span>

玻璃化转受/span>与封接温度:

玻璃软化点降低至450~550ℂ/strong>,封接工艺温度仅需500~650ℂ/strong>(远低于常规硼硅酸盐玻璃?00~900℃)。低温特性既减少金刚石热损伤风险(金刚石高温易石墨化),又降低能耗、提升生产效率、/span>


2.熔体与流变特?/strong>

熔体粘度适配性:

熔体粘度在封接温度下处于10³~10⁴Pa·s(理想润湿区间)。玻璃可均匀“铺展”于金刚石表面,填充微观孔隙,形成无缺陷的致密封接层、/span>

粉体加工性:

产品丹/span>白色细粉(D50?~15μm,可定制(/strong>+/span>流动性好、无结块。添加有机黏结剂(如松油醇)后易调配为膏状,满足喷涂、丝网印刷等精密涂覆工艺需求、/span>

3.机械性能

封接强度9/strong>

熔融玻璃与金刚石通过化学键合+物理锚合形成高强度界面,封接抗拉/抗剪强度较传统玻璃提?0%以上(实测可?5~25MPa,依配方微调)、/span>

硬度与耐磨性:

封接屁/span>维氏硬度?00~500HV,耐磨性优异,可长期维持界面结构完整性、/span>


化学特?/strong>


1.化学稳定?/strong>

耐酸碱性:

玻璃在pH2~12的酸碱环境中无显著腐蚀(质量损失率?%),满足潮湿、腐蚀性工业场景需求、/span>

抗氧化性:

氧化硼(B₂O₃)构建的玻璃网络在高温(≤800℃)下稳定,无结晶析出或相分离,保障长期服役中封接层的化学惰性、/span>


2.界面化学反应?/strong>

封接时,玻璃组分与金刚石表面发生可控化学反应9/span>

氧化硼(B₂O₃)的作用:

高温下B₂O₃与金刚石表面的吸附氧、悬挂键反应,形成B-O-C共价键,实现化学键合;同时,B₂O₃填充金刚石表面微缺陷,增强物理锚合、/span>

氧化锂(Li₂O)、氧化钠(Na₂O)的作用9/strong>

作为“网络修饰体”,破坏Si-O-Si键,降低玻璃粘度,促进熔体对金刚石表面的润湿与渗透;同时,Li?Na⁺离子与金刚石表面极性基团(?OH)发生静电吸附,辅助界面结合、/span>


金刚石封接的核心原理


1.热膨胀匹配:消除热应力

金刚石CTE极低(≈1×10⁻⁶/K),而金?陶瓷基板CTE较高(如不锈钢CTE?2×10⁻⁶/K)。通过调控玻璃CTE?.0~3.0×10⁻⁶/K),使其介于金刚石与基板之间,形成“CTE梯度缓冲层”:

温度升高时,基板膨胀>玻璃层>金刚石,玻璃层受压:/span>

温度降低时,基板收缩>玻璃层>金刚石,玻璃层受拉:/span>

玻璃层通过弹性形变吸收热膨胀差,避免界面因热应力集中而开裂、/span>


2.界面润湿与铺展:物理+化学协同

物理润湿9/strong>

低温熔体?00~650℃)粘度低、表面张力小(约0.4~0.6N/m),可自发铺展于金刚石表面,填充微米级粗糙度(Ra?.5μm)的孔隙,形成机械互锁结构、/span>

化学润湿9/strong>

玻璃组分(B₂O₃、Li₂O等)与金刚石表面发生化学反应,降低固-液界面能(从?.8N/m降至?.3N/m),使接触角从>90°(不润湿)降至<30°(完全润湿),实现分子级贴合、/span>


3.界面结合:化学键合主寻/strong>

高温下,玻璃与金刚石表面形成“过渡层”:

金刚石表面的C原子与B₂O₃中的B、O原子形成B-O-C共价键;

Li₂O、Na₂O释放的Li?Na⁺与金刚石表面的极性基团(如C-OH)形成离子键/配位键;

这种“化学键?物理锚合”的复合机制,使封接强度突破物理吸附的极限(通常?MPa),达到工程应用级(15~25MPa)、/span>


特?原理的协同逻辑


硼硅酸盐玻璃粉通过“组分精准调控→物理化学特性定向设计→界面多机制协同结合”的逻辑,解决金刚石封接的三大核心痛点:

热匹配性(CTE梯度缓冲)→消除热应力,提升长期可靠性;

工艺适配性(低温、低粘度)→兼容金刚石热敏感特性,实现高效封接:/span>

界面强结合(化学键合+物理锚合)→突破强度瓶颈,满足高端场景需求、/span>

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