平均热膨胀系数为(4～10)×10-6℃-1的膨胀合金，又称定膨胀合金；主要用作电真空器件中与玻璃或陶瓷封接的材料

正文

平均热膨胀系数为(4～10)×10-6℃-1的膨胀合金，又称定膨胀合金；主要用作电真空器件中与玻璃或陶瓷封接的材料（图1）。19世纪初，已开始用铂作为封接材料与软玻璃封接。1879年，托马斯·爱迪生(T.Edison)发明的白炽灯泡以及早期的电子管和X射线管通过玻璃的引出线都用铂丝。在 1896年法国吉尧姆 (C.E.Guillaume)制成因瓦(Invar)合金(36Ni-Fe)以后，又派生出了代替铂的46Ni-Fe封接合金，这是最早的封接合金。后来进一步改进这种合金，在表面覆一层薄铜，这种覆铜的42Ni-Fe丝(俗称杜美丝，Dumet Wire)用作非匹配软玻璃封接引出线一直使用到70年代。随着电真空技术的发展，出现了熔点高、热稳定性好、热膨胀系数更低的硬玻璃。初期采用或钨与硬玻璃封接。20世纪30年代出现了与硬玻璃封接的称为可伐 (Kovar)的Fe-Ni-Co合金；此外，还出现了与软玻璃封接的Fe-Ni-Cr系、Fe-Cr系、Fe-Ni-Cu系等封接合金。

第二次世界大战后，随着超高频、大功率电真空器件的发展，出现了与氧化铝、氧化铍等陶瓷封接的合金。对膨胀合金提出兼具高导热、高导电、无磁性等物理性能的要求。为此采用了复合膨胀合金（如覆铜的可伐合金带材和丝材）、含难熔金属的封接合金（如Ni-Mo、Ni-Mo-W系等），但用量都不大。

在一定的温度范围内，金属与玻璃的热膨胀系数相一致的封接称为匹配封接。两者的热膨胀系数相差较大的封接称为非匹配封接。一般采用匹配封接，以保证密封质量。附表列出了一些常用封接合金的牌号、成分、平均热膨胀系数和用途。图2和3分别示出合金、玻璃和陶瓷的膨胀曲线。

金属与玻璃封接是靠金属表面所形成的一层致密的氧化膜与加热后的玻璃通过扩散熔融而完成结合的。金属与陶瓷不能直接熔融粘合，而是在陶瓷封接面金属化后用焊料来连接。在封接和使用的整个过程中，封接合金不应发生能引起膨胀特性有明显变化的相变。

封接合金的熔点需高于玻璃熔封和陶瓷封焊的温度，应能与无氧铜等金属焊或熔焊，并具有良好的加工性，以便制成丝材、带材、管材和冲压成各种形状的复杂零件。

参考书目

E.Werner,Werkstoffkunde der Hochvakuumtechnik,VEB Deutscher Verlag der Wissenschaften, Berlin,1960.

参考资料