[发明专利]传感器基座及基座钎焊方法

说明书

本发明公开了一种传感器基座及基座钎焊方法，包括呈圆筒状的不锈钢壳体，设于不锈钢壳体内的边缘伸出不锈钢壳体外侧的不锈钢水平圆板，设于不锈钢水平圆板左部的贯穿不锈钢壳体内的上部和下部的阶梯孔，设于阶梯孔上部中的陶瓷块，设于陶瓷块中的与阶梯孔同轴心线的竖孔；阶梯孔包括由上至下直径逐渐减小的第一圆孔、第二圆孔和第三圆孔。本发明通过全新的工艺控制，使制成的传感器基座具有更高的耐压性，更好的气密性，更长的使用寿命的特点。

技术领域

本发明涉及传感器基座技术领域，尤其是涉及一种连接性能稳定的传感器基座及基座钎焊方法。

背景技术

Al₂O₃陶瓷因耐高温、抗腐蚀、耐磨和绝缘性能优异，在航空航天、核能、电子器械等诸多领域得到广泛应用。但陶瓷自身塑性差、脆性高的特点导致了其难以加工成形状复杂的陶瓷构件，也使得其在使用过程中抵抗热应力和冲击载荷的能力差。

解决此问题的有效方法是将陶瓷与金属连接起来，结合陶瓷强度高、绝缘性好和金属塑性好的特点，获得兼具两种材料各自优异性能的陶瓷-金属复合构件。奥氏体不锈钢的性能可弥补Al₂O₃陶瓷的缺点，因此，Al₂O₃陶瓷/不锈钢复合构件，在电子真空器械领域有很大的应用前景。

陶瓷与金属在化学性质和物理性质上也有很大的差别，使得陶瓷与金属连接存在诸多问题，主要体现在以下两点：

(1)陶瓷和金属难于润湿

陶瓷材料主要通过离子键或共价键结合，其电子配位稳定，故陶瓷表现出稳定的化学性质，且金属键的金属与离子键或共价键的陶瓷有很难的相容性，使得陶瓷与金属的焊接性很差；陶瓷表面较难被普通钎料润湿。

(2)陶瓷与金属连接接头易产生裂纹

当采用金属钎料连接陶瓷时，由于两者间热膨胀系数存在较大的差异，如Al₂O₃陶瓷的热膨胀系数为6.7×10^-6K^-1，而304不锈钢的热膨胀系数为18.7×10^-6K^-1，在钎焊冷却过程中，陶瓷、金属各自产生差异较大的膨胀和收缩，在接头处产生较大的热应力；由于陶瓷塑性差、弹性模量高，在接头的陶瓷侧易产生裂纹，此外，陶瓷还存在热导率低、耐热冲击能力弱的缺点，容易在加热冷却过程中在陶瓷内部出现裂纹的问题。

发明内容

本发明的发明目的是为了克服现有技术中的陶瓷与金属的焊接性很差，陶瓷与金属连接接头易产生裂纹的不足，提供了一种连接性能稳定的传感器基座及基座钎焊方法。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种传感器基座，包括呈圆筒状的不锈钢壳体，设于不锈钢壳体内的边缘伸出不锈钢壳体外侧的不锈钢水平圆板，设于不锈钢水平圆板左部的贯穿不锈钢壳体内的上部和下部的阶梯孔，设于阶梯孔上部中的陶瓷块，设于陶瓷块中的与阶梯孔同轴心线的竖孔；阶梯孔包括由上至下直径逐渐减小的第一圆孔、第二圆孔和第三圆孔，陶瓷块包括竖棒和设于竖棒外周面中部的环形板，环形板和竖棒下部分别位于第一圆孔和第二圆孔中，竖棒上部露出不锈钢水平圆板上表面之外，竖孔贯穿竖棒的上端和下端；陶瓷块通过钎焊与不锈钢壳体固定连接。

传统传感器基座的金属壳体通常采用橡胶环与陶瓷挤压密封连接，因橡胶环在使用过程易老化，会造成气密件泄漏导致产品报废；

本发明可以有效地消除基座内部部分应力，并利用合理的钎焊工艺辅助缓解内部应力，达到工业使用要求，最终得到的传感器基座可承受19.5MPa的压力，气密检测其泄漏率10^-9Pa.m³/s，高低温循环(-50℃-150℃每三个小时为一个循环)可达100次以上不泄露；本发明通过全新的工艺控制，使制成的传感器基座具有更高的耐压性，更好的气密性，更长的使用寿命。