陶瓷產品及其製造方法

2023-09-22 08:26:50 3

專利名稱：陶瓷產品及其製造方法
技術領域：
本發明涉及ー種陶瓷產品，特別地ー種陶瓷壓カ傳感器，及其製造方法。陶瓷壓力傳感器包括平臺和測量膜，其中藉助活性硬焊料(hard solder)或者硬釺料(braze)接合測量膜。用於接合由剛玉製成的陶瓷部分的適當的活性硬焊料或者硬釺料例如是Zr-Ni-Ti合金，因為它的熱膨脹係數與剛玉相當。在實踐中，證明了難以利用活性硬焊料或者釺焊控制陶瓷材料的浸潤，其中必須超過預期接合程度地在活性硬焊料或者釺焊的非完全的浸潤和散布之間找到平衡。

發明內容
本發明的目的因此在於提供克服了現有技術的缺點的ー種方法和根據這種方法製造的陶瓷產品。根據本發明通過如在權利要求I中限定的方法和如在權利要求6中限定的陶瓷產品的特徵實現了該目的。本發明的方法包括提供第一陶瓷部分和第二陶瓷部分；在第一陶瓷部分和第ニ陶瓷部分之間提供活性硬焊料或者硬釺料材料；並且，在釺焊(soldering)/硬釺焊(brazing)過程中加熱活性硬焊料或者硬釺料，其中，根據本發明，以如下方式提供活性硬焊料或者硬釺料材料使得首先利用活性硬焊料或者硬釺料的至少ー種活性成分塗覆陶瓷部分中的至少ー個的至少ー個表面區段，並且在受塗覆區段上提供合金，通過在加熱期間熔化該合金，該合金與塗層合金化並且在兩個陶瓷部分之間形成金屬接頭，其中至少該活性成分與陶瓷部分反應。釺焊/硬釺焊過程可以特別地是真空釺焊/硬釺焊過程或者伴隨保護性氣體執行的釺焊/硬釺焊過程。在本發明進一歩的改進中，兩個陶瓷部分中的每ー個均至少在表面區段中塗覆有活性硬焊料或者硬釺料的至少ー種活性成分，並且將合金設置在第一陶瓷部分和第二陶瓷部分的受塗覆區段之間。在本發明進一歩的改進中，具有該至少ー種活性成分的塗層具有不小於10nm，特別地不小於40nm,並且優選地不小於80nm的厚度。在本發明進一歩的改進中，具有該至少ー種活性成分的塗層具有不大於400nm，特別地不大於300nm，並且優選地不大於200nm的厚度。該至少ー種活性成分特別地包括鈦或者錯,其中該接頭包括Zr-Ni-Ti合金。在本發明進一歩的改進中，該至少一個塗層包含Zr和Ti。根據本發明進ー步的改進，陶瓷部分中的至少ー個包括剛玉。在本發明進一歩的改進中，陶瓷部分包括壓カ傳感器的測量膜和平臺。本發明的陶瓷產品包括第一陶瓷部分和第二陶瓷部分，其中第一陶瓷部分經由接頭與第二陶瓷部分連接，其中該接頭包括活性硬焊料或者硬釺料，其中該接頭具有活性硬焊料或者硬釺料的成分的非均質分布，其中至少朝向界面，活性硬焊料或者硬釺料的該至少ー種活性成分是濃縮的。在本發明進ー步的改進中
權利要求
1.一種用於製造陶瓷產品的方法，包括 提供第一陶瓷部分和第二陶瓷部分； 在所述第一陶瓷部分和所述第二陶瓷部分之間提供活性硬焊料或者硬釺料材料；和 在釺焊/硬釺焊過程中加熱所述活性硬焊料或者硬釺料，其特徵在於 以如下方式提供所述活性硬焊料或者硬釺料材料使得所述陶瓷部分中的至少ー個的至少ー個表面區段首先塗覆有所述活性硬焊料或者硬釺料的至少ー種活性成分， 並且，在受塗覆區段上提供合金，通過在加熱期間熔化所述合金，使得所述合金與塗層合金化並且在所述兩個陶瓷部分之間形成金屬接頭，其中至少所述活性成分與至少ー個陶瓷部分反應。
2.根據權利要求I所述的方法，其中所述兩個陶瓷部分中的每ー個均至少在表面區段中塗覆有所述活性硬焊料或者硬釺料的至少ー種活性成分，並且其中將所述合金設置在所述第一陶瓷部分和所述第二陶瓷部分的所述受塗覆區段之間。
3.根據權利要求I或者2所述的方法，其中所述釺焊/硬釺焊過程是真空釺焊/硬釺焊過程或者伴隨保護性氣體執行的釺焊/硬釺焊過程。
4.根據前述權利要求中的一項所述的方法，其中具有所述至少ー種活性成分的所述塗層具有不小於10nm、特別地不小於40nm、並且優選地不小於80nm的厚度。
5.根據前述權利要求中的一項所述的方法，其中具有所述至少ー種活性成分的所述塗層具有不大於400nm、特別地不大於300nm、並且優選地不大於200nm的厚度。
6.根據前述權利要求中的一項所述的方法，其中所述至少ー種活性成分特別地包括鈦和/或鋯，其中所述接頭包括Zr-Ni-Ti合金。
7.根據前述權利要求中的一項所述的方法，其中所述陶瓷部分中的至少ー個包括剛玉。
8.ー種陶瓷產品(1)，包括 至少第一陶瓷部分(2)和第二陶瓷部分(3)，其中第一陶瓷部分(2)藉助接頭與第二陶瓷部分(3)連接，其中所述接頭包括活性硬焊料或者硬釺料，其特徵在幹， 所述接頭具有所述活性硬焊料或者硬釺料的成分的非均質分布，其中至少在所述活性硬焊料或者硬釺料和所述陶瓷之間的界面處，所述活性硬焊料或者硬釺料的所述至少ー種活性成分是濃縮的。
9.根據權利要求8所述的陶瓷產品，其中
10.根據權利要求8或者9所述的陶瓷產品，其中
11.根據權利要求8到10中的一項所述的陶瓷產品，其中所述陶瓷產品是壓カ傳感器(1)，其中所述陶瓷部分包括平臺(3)和測量膜(2)。
12.根據權利要求8到11中的一項所述的陶瓷產品，其中所述接頭包括三元Zr-Ni-Ti合金，所述三元Zr-Ni-Ti合金具有c&質量％的Zr、cNi質量％的Ni和cTi質量％的Ti，其中 100>cZr+cNi+cTi 彡 100 - R，並且 R〈0. 5，特別地 R〈0. 3 並且優選地 R〈0. 25。
13.根據權利要求12所述的陶瓷產品，其中所述合金的各成分的各濃度位於如下範圍內55<cZr<65. 5,20. 5<cNi<27. 5 並且 14〈cTi〈17. 5，特別地位於 61<cZr<63. 5,21. 5〈cNi〈24 並且14. 5〈cTi〈15. 5的範圍內。
14.根據權利要求12到13中的一項所述的陶瓷產品，其中存在邊界區域，在所述邊界區域中，從所述陶瓷擴散進來的、在所述活性硬焊料或者硬釺料中的鋁原子的濃度大於在這個區域中的Ni原子的濃度，其中這個區域從所述陶瓷部分和所述活性硬焊料或者硬釺料之間的界面沿所述活性硬焊料或者硬釺料的方向延伸出不小於10nm，特別地不小於40nm,並且優選地不小於80nm。
全文摘要
一種陶瓷產品(1)包括第一陶瓷部分(2)和第二陶瓷部分(3)，其中第一陶瓷部分(2)藉助接頭被連接到第二陶瓷部分(3)，其中該接頭包括活性釺焊合金，其特徵在於，在接頭中活性釺焊合金的成分是非均質地分布的，至少在活性釺焊合金和陶瓷之間的界面處，活性釺焊合金的該至少一種活性成分是濃縮的。為了生產該產品，以如下方式提供活性硬釺焊合金材料使得陶瓷部分中的至少一個的至少一個表面區段首先塗覆有活性釺焊合金的至少一種活性成分，並且在受塗覆部分上設置合金，當該合金在加熱期間熔化時，該合金與塗層合金化並且在兩個陶瓷部分之間形成金屬接頭。
文檔編號C04B35/00GK102656433SQ201080057034
公開日2012年9月5日 申請日期2010年11月10日 優先權日2009年12月17日
發明者埃爾克·施密特, 安德烈·貝林格爾, 安德烈亞斯·羅斯貝格, 德特勒夫·施萊弗布克, 武爾費特·德魯斯 申請人:恩德萊斯和豪瑟爾兩合公司