১. ব্রেজেবিলিটি
সিরামিক ও সিরামিক, এবং সিরামিক ও ধাতব উপাদান ব্রেজিং করা কঠিন। বেশিরভাগ সোল্ডার সিরামিকের পৃষ্ঠে একটি বলের মতো আকার ধারণ করে, যার ওয়েটিং খুব কম বা একেবারেই হয় না। যে ব্রেজিং ফিলার মেটাল সিরামিককে ওয়েট করতে পারে, তা ব্রেজিংয়ের সময় জোড়ের ইন্টারফেসে সহজেই বিভিন্ন ধরনের ভঙ্গুর যৌগ (যেমন কার্বাইড, সিলিসাইড এবং টারনারি বা মাল্টিভেরিয়েট যৌগ) তৈরি করে। এই যৌগগুলির উপস্থিতি জোড়ের যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যকে প্রভাবিত করে। এছাড়াও, সিরামিক, ধাতু এবং সোল্ডারের মধ্যে তাপীয় প্রসারণ সহগের বড় পার্থক্যের কারণে, ব্রেজিং তাপমাত্রা কক্ষ তাপমাত্রায় ঠান্ডা হওয়ার পরেও জোড়ে অবশিষ্ট পীড়ন (residual stress) থেকে যায়, যা জোড়ে ফাটল ধরাতে পারে।
সাধারণ সোল্ডারের সাথে সক্রিয় ধাতব উপাদান যোগ করে সিরামিক পৃষ্ঠে সোল্ডারের ভেদ্যতা উন্নত করা যায়; নিম্ন তাপমাত্রা ও স্বল্প সময়ের ব্রেজিং ইন্টারফেস প্রতিক্রিয়ার প্রভাব কমাতে পারে; উপযুক্ত জোড়ের আকৃতি ডিজাইন করে এবং মধ্যবর্তী স্তর হিসেবে একক বা বহু-স্তর ধাতু ব্যবহার করে জোড়ের তাপীয় পীড়ন কমানো যায়।
২. সোল্ডার
সিরামিক এবং ধাতু সাধারণত ভ্যাকুয়াম ফার্নেস অথবা হাইড্রোজেন ও আর্গন ফার্নেসে সংযুক্ত করা হয়। সাধারণ বৈশিষ্ট্য ছাড়াও, ভ্যাকুয়াম ইলেকট্রনিক ডিভাইসের জন্য ব্যবহৃত ব্রেজিং ফিলার মেটালের কিছু বিশেষ প্রয়োজনীয়তা থাকা উচিত। উদাহরণস্বরূপ, সোল্ডারে উচ্চ বাষ্পচাপ সৃষ্টিকারী উপাদান থাকা উচিত নয়, যাতে ডিভাইসের ডাইইলেকট্রিক লিকেজ এবং ক্যাথোড পয়জনিং না ঘটে। সাধারণত এটি নির্দিষ্ট করা থাকে যে, ডিভাইসটি চালু থাকা অবস্থায় সোল্ডারের বাষ্পচাপ 10-3pa অতিক্রম করবে না এবং এতে থাকা উচ্চ বাষ্পচাপযুক্ত অপদ্রব্যের পরিমাণ 0.002% ~ 0.005% এর বেশি হবে না; সোল্ডারের w(o) 0.001% এর বেশি হবে না, যাতে হাইড্রোজেনে ব্রেজিং করার সময় উৎপন্ন জলীয় বাষ্প গলিত সোল্ডার মেটালের ছিটকে পড়া এড়াতে পারে; এছাড়াও, সোল্ডার অবশ্যই পরিষ্কার এবং পৃষ্ঠের অক্সাইডমুক্ত হতে হবে।
সিরামিক মেটালাইজেশনের পরে ব্রেজিং করার সময় তামা, বেস, সিলভার কপার, গোল্ড কপার এবং অন্যান্য সংকর ব্রেজিং ফিলার মেটাল ব্যবহার করা যেতে পারে।
সিরামিক এবং ধাতুর সরাসরি ব্রেজিংয়ের জন্য, সক্রিয় উপাদান Ti এবং Zr যুক্ত ব্রেজিং ফিলার মেটাল নির্বাচন করা উচিত। বাইনারি ফিলার মেটালগুলো প্রধানত Ti Cu এবং Ti Ni, যা ১১০০ ℃ তাপমাত্রায় ব্যবহার করা যায়। টারনারি সোল্ডারগুলোর মধ্যে, Ag Cu Ti (W) (TI) হলো সবচেয়ে বেশি ব্যবহৃত সোল্ডার, যা বিভিন্ন সিরামিক এবং ধাতুর সরাসরি ব্রেজিংয়ের জন্য ব্যবহার করা যায়। টারনারি ফিলার মেটাল হিসেবে ফয়েল, পাউডার অথবা Ti পাউডারের সাথে Ag Cu ইউটেক্টিক ফিলার মেটাল ব্যবহার করা যেতে পারে। B-ti49be2 ব্রেজিং ফিলার মেটালের ক্ষয় প্রতিরোধ ক্ষমতা স্টেইনলেস স্টিলের মতো এবং এর বাষ্পচাপ কম। জারণ এবং লিকেজ প্রতিরোধের জন্য ভ্যাকুয়াম সিলিং জয়েন্টগুলোতে এটি অগ্রাধিকার ভিত্তিতে নির্বাচন করা যেতে পারে। ti-v-cr সোল্ডারে, যখন w (V)-এর পরিমাণ ৩০% থাকে, তখন গলনাঙ্ক সর্বনিম্ন (১৬২০ ℃) হয় এবং Cr যোগ করলে গলনাঙ্কের পরিসর কার্যকরভাবে কমানো যায়। অ্যালুমিনা এবং ম্যাগনেসিয়াম অক্সাইডের সরাসরি ব্রেজিংয়ের জন্য ক্রোমিয়াম (Cr) ছাড়া B-ti47.5ta5 সোল্ডার ব্যবহার করা হয়েছে, এবং এর জোড় ১০০০ ℃ পরিবেষ্টিত তাপমাত্রায় কাজ করতে পারে। সারণি ১৪-তে সিরামিক এবং ধাতুর মধ্যে সরাসরি সংযোগের জন্য সক্রিয় ফ্লাক্স দেখানো হয়েছে।
সারণি ১৪: সিরামিক এবং ধাতব ব্রেজিং-এর জন্য সক্রিয় ব্রেজিং ফিলার ধাতুসমূহ
২. ব্রেজিং প্রযুক্তি
প্রি-মেটালাইজড সিরামিক উচ্চ-বিশুদ্ধ নিষ্ক্রিয় গ্যাস, হাইড্রোজেন বা ভ্যাকুয়াম পরিবেশে ব্রেজিং করা যেতে পারে। সাধারণত মেটালাইজেশন ছাড়া সিরামিকের সরাসরি ব্রেজিংয়ের জন্য ভ্যাকুয়াম ব্রেজিং ব্যবহার করা হয়।
(1) সার্বজনীন ব্রেজিং প্রক্রিয়া সিরামিক এবং ধাতুর সার্বজনীন ব্রেজিং প্রক্রিয়াকে সাতটি প্রক্রিয়ায় ভাগ করা যেতে পারে: পৃষ্ঠ পরিষ্কারকরণ, পেস্ট লেপন, সিরামিক পৃষ্ঠের ধাতবকরণ, নিকেল প্রলেপ, ব্রেজিং এবং ঝালাই পরবর্তী পরিদর্শন।
পৃষ্ঠতল পরিষ্কার করার উদ্দেশ্য হলো মূল ধাতুর পৃষ্ঠ থেকে তেলের দাগ, ঘামের দাগ এবং অক্সাইড ফিল্ম অপসারণ করা। ধাতব অংশ এবং সোল্ডার প্রথমে তৈলমুক্ত করতে হবে, তারপর অ্যাসিড বা ক্ষার দিয়ে ধুয়ে অক্সাইড ফিল্ম অপসারণ করতে হবে, প্রবাহিত জল দিয়ে ধুয়ে শুকিয়ে নিতে হবে। উচ্চ মানের যন্ত্রাংশের পৃষ্ঠতল বিশুদ্ধ করার জন্য সেগুলোকে উপযুক্ত তাপমাত্রা ও সময়ে ভ্যাকুয়াম ফার্নেস বা হাইড্রোজেন ফার্নেসে তাপ দিতে হবে (আয়ন বোম্বার্ডমেন্ট পদ্ধতিও ব্যবহার করা যেতে পারে)। পরিষ্কার করা অংশগুলো যেন তৈলাক্ত বস্তু বা খালি হাতের সংস্পর্শে না আসে। সেগুলোকে অবিলম্বে পরবর্তী প্রক্রিয়ায় বা ড্রায়ারে রাখতে হবে। এগুলোকে দীর্ঘ সময়ের জন্য বাতাসে উন্মুক্ত রাখা যাবে না। সিরামিকের অংশগুলো অ্যাসিটোন এবং আল্ট্রাসনিক দিয়ে পরিষ্কার করতে হবে, প্রবাহিত জল দিয়ে ধুয়ে নিতে হবে এবং সবশেষে প্রতিবার ১৫ মিনিট করে দুইবার ডিআয়োনাইজড জলে ফোটাতে হবে।
পেস্ট কোটিং হলো সিরামিক মেটালাইজেশনের একটি গুরুত্বপূর্ণ প্রক্রিয়া। কোটিং করার সময়, এটি ব্রাশ বা পেস্ট কোটিং মেশিনের সাহায্যে মেটালাইজ করার জন্য নির্ধারিত সিরামিক পৃষ্ঠে প্রয়োগ করা হয়। কোটিংয়ের পুরুত্ব সাধারণত ৩০ থেকে ৬০ মিমি হয়ে থাকে। পেস্টটি সাধারণত প্রায় ১ থেকে ৫ মাইক্রোমিটার কণার আকারের বিশুদ্ধ ধাতব গুঁড়া (কখনও কখনও উপযুক্ত ধাতব অক্সাইড যোগ করা হয়) এবং জৈব আঠা দিয়ে প্রস্তুত করা হয়।
পেস্ট করা সিরামিক অংশগুলিকে একটি হাইড্রোজেন চুল্লিতে পাঠানো হয় এবং ১৩০০ ~ ১৫০০ ℃ তাপমাত্রায় ৩০ ~ ৬০ মিনিটের জন্য ভেজা হাইড্রোজেন বা ভাঙা অ্যামোনিয়া দিয়ে সিন্টার করা হয়। হাইড্রাইড দিয়ে প্রলেপযুক্ত সিরামিক অংশগুলির ক্ষেত্রে, হাইড্রাইডগুলিকে বিয়োজিত করতে এবং সিরামিক পৃষ্ঠে অবশিষ্ট বিশুদ্ধ ধাতু বা টাইটানিয়াম (বা জিরকোনিয়াম)-এর সাথে বিক্রিয়া ঘটাতে সেগুলিকে প্রায় ৯০০ ℃ পর্যন্ত উত্তপ্ত করা হয়, যার ফলে সিরামিক পৃষ্ঠে একটি ধাতব প্রলেপ তৈরি হয়।
Mo Mn মেটালাইজড লেয়ারকে সোল্ডারের সাথে ভেজানোর জন্য, ১.৪ ~ ৫ মাইক্রোমিটার পুরু একটি নিকেল লেয়ার ইলেকট্রোপ্লেট করতে হবে অথবা নিকেল পাউডারের একটি স্তর দিয়ে প্রলেপ দিতে হবে। যদি ব্রেজিং তাপমাত্রা ১০০০ ℃-এর কম হয়, তবে নিকেল লেয়ারটিকে একটি হাইড্রোজেন ফার্নেসে প্রি-সিন্টার করতে হবে। সিন্টারিং তাপমাত্রা এবং সময় হলো ১০০০ ℃ / ১৫ ~ ২০ মিনিট।
প্রক্রিয়াজাত সিরামিকগুলো হলো ধাতব অংশ, যেগুলোকে স্টেইনলেস স্টিল বা গ্রাফাইট ও সিরামিকের ছাঁচ ব্যবহার করে একত্রিত করে একটি সম্পূর্ণ বস্তু তৈরি করা হবে। সংযোগস্থলগুলোতে সোল্ডার লাগাতে হবে, এবং পুরো প্রক্রিয়া চলাকালীন ওয়ার্কপিসটি পরিষ্কার রাখতে হবে ও খালি হাতে স্পর্শ করা যাবে না।
ব্রেজিং আর্গন, হাইড্রোজেন বা ভ্যাকুয়াম ফার্নেসে করা উচিত। ব্রেজিং তাপমাত্রা ব্রেজিং ফিলার মেটালের উপর নির্ভর করে। সিরামিক অংশগুলিতে ফাটল ধরা রোধ করার জন্য, শীতল করার হার খুব দ্রুত হওয়া উচিত নয়। এছাড়াও, ব্রেজিং করার সময় একটি নির্দিষ্ট চাপও (প্রায় ০.৪৯ ~ ০.৯৮ এমপিএ) প্রয়োগ করা যেতে পারে।
পৃষ্ঠতলের গুণমান পরিদর্শনের পাশাপাশি, ঝালাই করা ওয়েল্ডমেন্টগুলি তাপীয় অভিঘাত এবং যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য পরিদর্শনেরও অধীন হবে। ভ্যাকুয়াম ডিভাইসের সিলিং অংশগুলিও প্রাসঙ্গিক নিয়মাবলী অনুযায়ী ফুটো পরীক্ষার অধীন হতে হবে।
(2) সরাসরি ব্রেজিং করার সময় (অ্যাক্টিভ মেটাল পদ্ধতি), প্রথমে সিরামিক এবং ধাতব ওয়েল্ডমেন্টের পৃষ্ঠ পরিষ্কার করতে হবে এবং তারপরে সেগুলিকে একত্রিত করতে হবে। উপাদানগুলির ভিন্ন তাপীয় প্রসারণ সহগের কারণে সৃষ্ট ফাটল এড়াতে, ওয়েল্ডমেন্টগুলির মধ্যে বাফার স্তর (এক বা একাধিক স্তরের ধাতব পাত) ঘোরানো যেতে পারে। ব্রেজিং ফিলার মেটালকে দুটি ওয়েল্ডমেন্টের মধ্যে ক্ল্যাম্প দিয়ে আটকে রাখতে হবে অথবা ফাঁকটি যথাসম্ভব ব্রেজিং ফিলার মেটাল দিয়ে পূরণ করে স্থাপন করতে হবে এবং তারপরে সাধারণ ভ্যাকুয়াম ব্রেজিংয়ের মতো ব্রেজিং করতে হবে।
সরাসরি ব্রেজিংয়ের জন্য যদি Ag Cu Ti সোল্ডার ব্যবহার করা হয়, তবে ভ্যাকুয়াম ব্রেজিং পদ্ধতি অবলম্বন করতে হবে। যখন ফার্নেসের ভ্যাকুয়াম মাত্রা 2.7 × 10⁻³pa-তে পৌঁছাবে, তখন 10⁻³pa চাপে উত্তাপন শুরু করতে হবে এবং এই সময়ে তাপমাত্রা দ্রুত বাড়তে পারে; যখন তাপমাত্রা সোল্ডারের গলনাঙ্কের কাছাকাছি চলে আসবে, তখন তাপমাত্রা ধীরে ধীরে বাড়াতে হবে যাতে ওয়েল্ডমেন্টের সমস্ত অংশের তাপমাত্রা একই রকম হয়; যখন সোল্ডার গলে যাবে, তখন তাপমাত্রা দ্রুত ব্রেজিং তাপমাত্রায় নিয়ে যেতে হবে এবং ধরে রাখার সময় হবে ৩ থেকে ৫ মিনিট; শীতল করার সময়, ৭০০℃-এর আগে ধীরে ধীরে ঠান্ডা করতে হবে এবং ৭০০℃-এর পরে ফার্নেসের সাথে স্বাভাবিকভাবে ঠান্ডা হতে পারে।
যখন Ti Cu সক্রিয় সোল্ডার সরাসরি ব্রেজিং করা হয়, তখন সোল্ডারের ধরন হতে পারে Cu ফয়েল ও Ti পাউডার অথবা Cu পার্টস ও Ti ফয়েল, অথবা সিরামিক পৃষ্ঠে Ti পাউডার ও Cu ফয়েলের প্রলেপ দেওয়া যেতে পারে। ব্রেজিং করার আগে, সমস্ত ধাতব অংশ ভ্যাকুয়ামের মাধ্যমে ডিগ্যাস করতে হবে। অক্সিজেন-মুক্ত তামার ডিগ্যাসিং তাপমাত্রা হবে ৭৫০ ~ ৮০০ ℃, এবং Ti, Nb, Ta, ইত্যাদি ৯০০ ℃ তাপমাত্রায় ১৫ মিনিটের জন্য ডিগ্যাস করতে হবে। এই সময়ে, ভ্যাকুয়ামের মাত্রা ৬.৭ × ১০⁻³ Pa-এর কম হবে না। ব্রেজিং করার সময়, ঝালাই করার উপাদানগুলো ফিক্সচারে একত্রিত করে, ভ্যাকুয়াম ফার্নেসে ৯০০ ~ ১১২০ ℃ তাপমাত্রায় গরম করতে হবে এবং ধরে রাখার সময় হবে ২ ~ ৫ মিনিট। পুরো ব্রেজিং প্রক্রিয়া চলাকালীন, ভ্যাকুয়ামের মাত্রা ৬.৭ × ১০⁻³ Pa-এর কম হবে না।
Ti Ni পদ্ধতির ব্রেজিং প্রক্রিয়া Ti Cu পদ্ধতির মতোই, এবং ব্রেজিং তাপমাত্রা 900 ± 10 ℃।
(3) অক্সাইড ব্রেজিং পদ্ধতি অক্সাইড ব্রেজিং পদ্ধতি হল একটি নির্ভরযোগ্য সংযোগ তৈরির পদ্ধতি যেখানে অক্সাইড সোল্ডার গলে গিয়ে গ্লাস ফেজ তৈরি করে সিরামিকের মধ্যে প্রবেশ করানো হয় এবং ধাতব পৃষ্ঠকে ভিজিয়ে দেওয়া হয়। এটি সিরামিকের সাথে সিরামিক এবং সিরামিকের সাথে ধাতু সংযোগ করতে পারে। অক্সাইড ব্রেজিং ফিলার ধাতুগুলি প্রধানত Al2O3, Cao, Bao এবং MgO দ্বারা গঠিত। B2O3, Y2O3 এবং Ta2O3 যোগ করে, বিভিন্ন গলনাঙ্ক এবং রৈখিক প্রসারণ সহগ সহ ব্রেজিং ফিলার ধাতু পাওয়া যেতে পারে। এছাড়াও, CaF2 এবং NaF কে প্রধান উপাদান হিসাবে ব্যবহার করে ফ্লোরাইড ব্রেজিং ফিলার ধাতুগুলিও সিরামিক এবং ধাতু সংযোগ করতে ব্যবহার করা যেতে পারে যাতে উচ্চ শক্তি এবং উচ্চ তাপ প্রতিরোধ ক্ষমতা সম্পন্ন জোড় পাওয়া যায়।
পোস্ট করার সময়: জুন-১৩-২০২২