Processo di sinterizzazione del vetro per connettori ermetici
Rispetto ai connettori sigillati in plastica, i connettori sigillati in vetro e metallo hanno le seguenti caratteristiche:
1) Migliore resistenza meccanica
Quando vetro e metallo sono sigillati, il liquido di vetro e lo strato di ossido di metallo si infiltrano l'un l'altro per formare un legame chimico misto. La forza di legame di questo legame chimico è molto maggiore della forza di legame della plastica al metallo. Pertanto, il connettore incapsulato con vetro e metallo ha una sufficiente resistenza alla trazione e alla torsione.
2) Resistenza alle alte temperature
Il vetro è un materiale inorganico non metallico, ha un'elevata temperatura del punto di rammollimento e non rilascia componenti dannosi se utilizzato in un ambiente ad alta temperatura. Le materie plastiche non solo non sono resistenti alle alte temperature, ma volatilizzano facilmente anche i componenti dannosi in ambienti ad alta temperatura. Questo è il motivo per cui alcuni connettori, in particolare i connettori che devono essere completamente sigillati a un'estremità e utilizzati come interfaccia di lavoro (come controller di programma e connettori coassiali a onde millimetriche, ecc.), non possono utilizzare la plastica come materiale isolante.
3) Buona tenuta
Il tasso di perdita può raggiungere i 10 Pa·cm/s. Inoltre, il vetro, come i materiali isolanti generali, ha buoni parametri di prestazione elettrica e la resistenza di isolamento e la tensione di tenuta dielettrica del vetro possono soddisfare pienamente i requisiti di progettazione del connettore. Ha anche una forte resistenza alla corrosione ed è adatto per ambienti difficili.
In generale, il processo di produzione dei connettori sigillati in plastica è relativamente semplice e il costo di produzione è basso, ma la sua affidabilità non è buona come quella dei connettori sigillati in vetro. Il connettore con il vetro come materiale isolante, sebbene il processo produttivo sia più complicato e il costo più elevato, ha però alcune caratteristiche che non possono essere sostituite dai connettori sigillati in plastica. Nel campo della tecnologia aeronautica e aerospaziale, ci sono molti connettori con requisiti speciali. La sigillatura in plastica non può soddisfare i loro requisiti prestazionali. Solo la sigillatura di vetro e metallo può soddisfare i requisiti di alta precisione e alta affidabilità del connettore.
Introduzione al vetro
Il vetro è un materiale isolante solido a struttura amorfa. Pertanto, non esiste un punto di fusione e un punto di congelamento evidenti. Il componente principale del vetro è l'acido silicico anidro (SiO). Se la sua purezza è elevata, il punto di fusione del vetro è estremamente alto e la lavorazione è difficile. Pertanto, durante la lavorazione e la produzione, vengono aggiunti metalli alcalini, metalli alcalino-terrosi o altri ossidi metallici per abbassare il punto di fusione e ridurre la difficoltà di lavorazione. Tuttavia, gli ioni metallici alcalini aggiunti sono utili alla conduzione, il che ridurrà la resistenza di isolamento e influirà sulle prestazioni di isolamento del vetro.
Quanto segue introduce diversi vetri comunemente usati:
Vetro alcalino: noto anche come vetro ordinario. L'aggiunta del 15% di NasO e del 5-7% di CaO è chiamata vetro sodico; aggiungendo il 15% di K; 0 e 5-7% di CaO è chiamato vetro sodico. Il più grande vantaggio di questi due tipi di vetri è che la temperatura di rammollimento è molto bassa, solo circa 550~600°C, quindi la lavorazione è facile e il prezzo è economico. Ma l'isolamento è scarso, quindi può essere utilizzato solo in occasioni di isolamento generale, come porte e finestre, bottiglie di vetro e lampadine.
Vetro al piombo: Aggiungere più del 20% di PbO per ridurre i componenti alcalini. La temperatura di rammollimento è di circa 400 ~ 600 ℃ ed è facile da lavorare. Eccellente isolamento, utilizzato principalmente in lampadine, tubi a vuoto. A causa dell'elevato contenuto di PbO, dell'elevata costante dielettrica e della piccola perdita dielettrica Tan 6, può essere utilizzato come materiale dielettrico per condensatori. Inoltre, il vetro al piombo ha un grande indice di rifrazione della luce e può essere utilizzato per scopi ottici e decorativi.
Vetro borosilicato: Aggiungere 10% B;0 per ridurre la componente alcalina, e abbassare la temperatura di rammollimento (500~700°C) senza ridurne l'isolamento, in modo da facilitarne la lavorabilità. A causa del piccolo coefficiente di espansione lineare, può sopportare un rapido raffreddamento e un rapido riscaldamento, ha proprietà chimiche stabili e ha buone caratteristiche ad alta frequenza. Può essere utilizzato come barriere e staffe ad alta frequenza, grandi sfere per tubi a vuoto e misuratori di livello dell'acqua della caldaia.
Vetro al quarzo: La polvere di quarzo o silice viene riscaldata ad una temperatura elevata di 1800°C e fusa per ottenere un materiale amorfo di elevata purezza. Poiché non contiene additivi alcalini, ha un ottimo isolamento e una bassa perdita dielettrica ed è adatto per materiali isolanti ad alta frequenza.
Fibra di vetro: le fibre lunghe si ottengono fondendo in pentola vetro borosilicato con un contenuto di alcali inferiore allo 0,8%. Ci sono molti piccoli fori sul fondo della pentola. I rotoli sono avvolti in fibre, raccolti in fasci e possono essere tessuti in stoffa e nastri. La fibra corta può soffiare il vetro fuso in forma di fibra mediante aria calda o forza centrifuga sulla piattaforma girevole. La fibra di vetro è atossica e chimicamente stabile ed è ampiamente utilizzata per sostituire gradualmente l'amianto. Ma la lavorabilità è ancora inferiore all'amianto.
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