Ковар

Кова́р — прецизионный сплав с заданным коэффициентом линейного теплового расширения, обычно состоящий из никеля (Ni), кобальта (Co) и железа (Fe) с примесями кремния, углерода, марганца.

Имеет коэффициент теплового расширения близкий в широком диапазоне температур к коэффициенту теплового расширения боросиликатного стекла, используемого для изготовления баллонов ламп накаливания, люминесцентных ламп, электровакуумных приборов, металлостеклянных изоляторов и металлокерамических корпусов микросхем.

Отличается высокой адгезией к расплавленному стеклу, поэтому широко используется для изготовления проходящих через стекло электрических выводов вакуумных, газонаполненных и герметизированных приборов и различных ламп.

Название сплава «ковар» является зарегистрированной торговой маркой фирмы «Carpenter Technology Corporation CRS Holdings». В СССР и России, в зависимости от технологии изготовления, имеет обозначения «29НК» и «29НК-ВИ»ГОСТ 10994. Сплавы прецизионные. Марки..

Свойства Свойство Послеспекания Послегорячегопрессования Плотность, г/см3 8,0 8,35 Температура плавления, °C 1450Удельная теплоёмкость Дж/(кг•K) 460Теплопроводность, Вт/(К•м) 17; (16,7; 17,3; 19) Твердостьпо Виккерсу(нагрузка 1 кгс) 160 150Предел прочностина разрыв, МПа (кгс) 650 (65) Относительное удлинениепри разрыве, % 30 Коэффициент Пуассона 0,32—0,42; 0,317Модуль Юнга, ГПа 138—196Предел упругости, МПа 270Удельное электрическоесопротивление, Ом•мм2/м 0,49

Представляет собой мягкий, пластичный металл серебристо-белого цвета.

Во влажной среде сплав подвержен коррозии, требует защитных антикоррозийных покрытий. Обычно, с этой целью изготовленные из сплава выводы приборов никелируют.

Сплав хорошо лудится оловянно-свинцовыми припоями. При спайке со стеклом образует надёжное вакуумно-плотное сцепление. Сквозь прозрачное бесцветное стекло видно, что проволока, изготовленная из сплава, в спае имеет медно-красный цвет, поэтому иногда ошибочно считают, что проволока изготовлена из меди.

Модуль Юнга и коэффициент Пуассона зависят от термической обработки сплава и его деформации, — после отжига или в нагартованном состоянии: модуль Юнга от до , коэффициент Пуассона от 0,317 до 0,42.

Ферромагнитные свойства Сплав ферромагнитен. Температура Кюри , по другим данным . Коэрцитивная сила: . Начальная магнитная проницаемость: . Максимальная магнитная проницаемость: . Остаточная индукция магнитного поля: . Магнитная индукция в поле 8 эрстед: .

Температурный коэффициент линейного расширения Температурный коэффициент линейного расширения сплава (ТКЛР) хорошо согласован с ТКЛР некоторых специальных марок стекла. Например, стекла марок С49-2, С51-1, С51-2 имеют ТКЛР в диапазоне температур от 20 до 300 °C 5,2·10−6 1/К.

При температуре в точке Кюри в сплаве происходит фазовый переход — до этой температуры ТКЛР имеет значение около 5,5·10−6 1/К, а свыше точки Кюри около 9·10−6 1/К. Этот излом зависимости ТКЛР от температуры называют точкой перегиба. Значение температуры точки перегиба нормируется стандартами на сплав. Для сплава 29НК точка перегиба должна быть 420 °C.

ТКЛР сплавов 29НК и 29НК-ВИ в виде отожжённой ленты приведён в таблице. +Зависимость температурного коэффициента линейного расширения (ТКЛР) в диапазоне от до указанного в таблице Температура, °C -100 -80 -60 -40 -20 100 200 300 400 500 600 700 800 Температурный коэффициент линейного расширениясплавов 29НК и 29НК-ВИ, ×10−6 1/К 7,6 7,5 7,4 7,4 7,1 6,3 5,9 5,2 5,0 6,4 7,7 9,0 9,8

Химический состав В СССР и России химический состав прецизионных сплавов устанавливает . Например, сплав марки 29НК имеет следующий состав в массовых %: Железо Никель Кобальт Углерод Кремний Марганец Фосфор Сера Хром Медь Алюминий Титан остальное 29 17 не более0,03 не более0,3 не более0,4 % не более0,015 не более0,015 не более0,1 не более0,2 не более0,2 не более0,1

Иные химические элементы, кроме железа, никеля и кобальта нежелательны в составе сплава, так как ухудшают его свойства.

Производство Сплав выплавляется в дуговых электропечах. Легирующие компоненты добавляются в виде ферросплавов. В процессе выплавки тщательно контролируется химический состав сплава, поэтому этот сплав относят к прецизионным сплавам.

После выплавки слитки сплава подвергают прокатке, волочению для получения проволоки, прутков разного сечения, лент, труб и других профилей.

Перед применения для спайки со стеклом или керамикой заготовки из сплава подвергают отжигу в атмосфере влажного водорода при температуре 800—900 °C и затем создают на поверхности окисную плёнку нужной толщины нагревом в воздухе с заданной длительностью до контролируемой температуры. Окисная плёнка состоит из оксидов кобальта и никеля с незначительной примесью оксида железа, так как образующийся при окислении оксид железа восстанавливается кобальтом. Окисная плёнка существенно улучшает адгезию к расплавленному стеклу.

Применение Сейчас основной потребитель сплава (после вытеснения электровакуумных приборов полупроводниковыми приборами) — производство ламп накаливания и люминесцентных осветительных ламп, полупроводниковых приборов в металлостеклянных и металлокерамических корпусах, герметизированных электрических разъёмов со стеклянными изоляторами, где изготовленная из сплава проволока или лента используется для герметичных токовыводов, проходящих через стекло или керамику.

В меньшей мере сплав используется для изготовления выводов микросхем (даже необязательно микросхем в металлостеклянных или металлокерамических корпусах, также и в пластиковых). Это применение сплава для выводов микросхем в пластиковых корпусах и других применений обусловлено относительной дешевизной сплава, доступностью и хорошей технологичностью — сплав и в холодном состоянии пластичен, хорошо прокатывается, вытягивается, штампуется с глубокой вытяжкой, сваривается, паяется оловянно-свинцовыми и твёрдыми припоями.

См. также Некоторые сплавы с нормируемым ТКЛР: Инвар (сплав). Элинвар (группа сплавов). Платинит (сплав).

Примечания

Ссылки Курсовая: Технологические процессы герметизации ИМС (интегральных микросхем) . Ковар на t-book.net. Ковар (предел текучести, прочность на разрыв) // RedMetSplav.ru. Характеристики ковара 29НК .

Категория:Сталь Категория:Прецизионные сплавы Категория:Сплавы никеля Категория:Сплавы кобальта