Kovar on tarkkuuslejeerinki, jolla on tietty lineaarinen lämpölaajenemiskerroin ja joka koostuu yleensä 29 % nikkelistä (Ni) , 17 % koboltista (Co) ja 54 % raudasta (Fe) sekä piin , hiilen ja mangaanin epäpuhtauksia .
Sen lämpölaajenemiskerroin on lähellä laajalla lämpötila-alueella borosilikaattilasin lämpölaajenemiskerrointa, jota käytetään hehkulamppujen , loistelamppujen , tyhjiölaitteiden , lasi-metalli-eristimien ja metalli-keraamisten mikropiirien valmistukseen tapauksia.
Sille on ominaista korkea tarttuvuus sulaan lasiin, joten sitä käytetään laajalti tyhjiö-, kaasutäytteisten ja suljettujen laitteiden ja erilaisten lamppujen lasin läpi kulkevien sähköjohtojen valmistukseen.
Seoksen nimi "kovar" on Carpenter Technology Corporation CRS Holdingsin [1] rekisteröity tavaramerkki . Neuvostoliitossa ja Venäjällä, valmistustekniikasta riippuen, sillä on nimitykset "NK29" ja "NK29-VI" [2] .
| Omaisuus | Sintrauksen jälkeen |
Kuumapuristuksen jälkeen _ |
|---|---|---|
| Tiheys , g / cm3 | 8.0 | 8.35 |
| Sulamispiste , °C | 1450 | |
| Ominaislämpökapasiteetti J/(kg•K) | 460 | |
| Lämmönjohtavuus , W/(K•m) | 17; (16,7; 17,3; 19) | |
Vickers-kovuus ( kuorma 1 kgf ) |
160 | 150 |
| Vetolujuus , MPa ( kgf ) |
650 (65) | |
| Murtovenymä , % |
kolmekymmentä | |
| poissonin luku | 0,32-0,42; 0,317 [3] | |
| Youngin moduuli , GPa | 138-196 | |
| Elastinen raja , MPa | 270 | |
| Sähkövastus , Ohm •mm 2 /m |
0,49 | |
Se on pehmeää, taipuisaa hopeanvalkoista metallia.
Kosteassa ympäristössä seos on altis korroosiolle ja vaatii suojaavia korroosionestopinnoitteita. Yleensä tätä tarkoitusta varten metalliseoksesta valmistetut instrumenttiliittimet on niklattu .
Seos on hyvin tinattu tina - lyijyjuotteilla . Lasin kanssa juotettaessa se muodostaa luotettavan tyhjiötiiviin sidoksen. Läpinäkyvän värittömän lasin läpi voidaan nähdä, että seoksesta tehdyssä langassa on liitoksessa kuparinpunainen väri, joten joskus virheellisesti uskotaan, että lanka on kuparia .
Youngin moduuli ja Poissonin suhde riippuvat lejeeringin lämpökäsittelystä ja sen muodonmuutoksesta, - hehkutuksen jälkeen tai työkarkaistussa tilassa: Youngin moduuli 138 MPa - 196 MPa , Poissonin suhde 0,317 - 0,42.
Lejeerinkin lineaarilaajenemisen lämpötilakerroin (TCLE) sopii hyvin yhteen joidenkin erikoislasien TCLE:n kanssa. Esimerkiksi lasilajeissa S49-2, S51-1, S51-2 on TLEC lämpötila-alueella 20 - 300 °C 5,2·10 −6 1/K [5] .
Curie-pisteen lämpötilassa lejeeringissä tapahtuu faasimuutos - tähän lämpötilaan asti TCLE:n arvo on noin 5,5·10 −6 1/K ja Curie-pisteen yläpuolella noin 9·10 −6 1 /K. Tätä taivutusta CLTE:n lämpötilasta riippuvuudessa kutsutaan käännepisteeksi . Taivutuspisteen lämpötilan arvo normalisoidaan lejeeringin standardeilla [4] . Seokselle NK29 käännepisteen tulee olla 420 °C.
Seosten 29NK ja 29NK-VI lämpölaajenemiskerroin hehkutetun nauhan muodossa on annettu taulukossa.
| Lämpötila, °C | -100 | -80 | -60 | -40 | -kaksikymmentä | 100 | 200 | 300 | 400 | 500 | 600 | 700 | 800 |
29NK- ja 29NK-VI-seosten lineaarilaajenemiskerroin , ×10 −6 1/K |
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 |
Neuvostoliitossa ja Venäjällä tarkkuusseosten kemiallinen koostumus vahvistetaan GOST 10994-74 "Tarkkuusseokset. Merkit. Esimerkiksi 29NK -luokan seoksella on seuraava koostumus massaprosentteina:
| Rauta | Nikkeli | Koboltti | Hiili | Pii | Mangaani | Fosfori | Rikki | Kromi | Kupari | Alumiini | Titaani |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| levätä | 29 | 17 | enintään 0,03 |
enintään 0,3 |
enintään 0,4 % |
enintään 0,015 |
enintään 0,015 |
enintään 0,1 |
enintään 0,2 |
enintään 0,2 |
enintään 0,1 |
Muut kemialliset alkuaineet, paitsi rauta, nikkeli ja koboltti, eivät ole toivottavia seoksen koostumuksessa, koska ne huonontavat sen ominaisuuksia.
Seos sulatetaan valokaariuuneissa . Seoskomponentit lisätään ferroseosten muodossa . Sulatusprosessissa lejeeringin kemiallista koostumusta valvotaan huolellisesti, joten tämä seos luokitellaan tarkkuusseokseksi.
Sulatuksen jälkeen metalliseosharkot valssataan , vedetään , jotta saadaan lanka, eri poikkileikkauksia sisältäviä tankoja, nauhoja, putkia ja muita profiileja.
Ennen kuin niitä käytetään lasin tai keramiikan juottamiseen, metalliseostyökappaleet hehkutetaan kosteassa vetyilmakehässä 800–900 °C:n lämpötilassa, minkä jälkeen pinnalle luodaan vaaditun paksuinen oksidikalvo kuumentamalla ilmassa tietyn ajan. kestoa kontrolloituun lämpötilaan. Oksidikalvo koostuu koboltin ja nikkelin oksideista, joihin on sekoitettu hieman rautaoksidia, koska hapettumisen aikana muodostunut rautaoksidi pelkistyy koboltin vaikutuksesta. Oksidikalvo parantaa merkittävästi tarttuvuutta sulaan lasiin [6] [3] .
Nyt lejeeringin pääasiallinen kuluttaja (sen jälkeen kun tyhjiölaitteet on syrjäytetty puolijohdelaitteilla ) on hehkulamppujen ja loistelamppujen , metallilasi- ja metallikeraamikoteloissa olevien puolijohdelaitteiden, lasieristeillä varustettujen suljettujen sähköliittimien tuotanto , jossa metalliseoksesta valmistettua lankaa tai teippiä käytetään lasin tai keramiikan läpi kulkeviin suljettuihin virtajohtoihin.
Vähäisemmässä määrin seosta käytetään mikropiirijohtojen valmistukseen (ei edes välttämättä mikropiirejä metallilasi- tai metallikeraamikoteloissa, myös muovisissa). Tämä lejeeringin käyttö mikropiirin nastoihin muovikoteloissa ja muissa sovelluksissa johtuu lejeeringin suhteellisesta halvuudesta, saatavuudesta ja hyvästä prosessoitavuudesta - seos on sitkeää myös kylmässä, hyvin valssattu , vedetty , leimattu syvävedolla, hitsattu , juotettu tina-lyijyllä ja kovajuotteilla .
Jotkut seokset, joissa on normalisoitu CLTE: