Was ist eine Glas-Metall-Dichtung?
Eine Glas-Metall-Dichtung schützt elektrische Komponenten, indem sie in Glas und Metall eingeschlossen werden. Es gibt zwei Arten von Glas-Metall-Dichtungen. Bei angepassten Dichtungen werden Glas- und Metallsorten mit ähnlichen Wärmeausdehnungseigenschaften verwendet, während bei Druckdichtungen Materialien verwendet werden, die unterschiedlich auf Wärme reagieren. Die Glas-Metall-Dichtungstechnik wird häufig in der Luft- und Raumfahrt sowie im militärischen Bereich eingesetzt, wo die Elektronik unter rauen Umgebungsbedingungen arbeiten muss.
Der Zweck einer Glas-Metall-Dichtung besteht darin, die elektronischen Komponenten luftdicht oder hermetisch abzudichten. Dies wird erreicht, indem die Elektronik in einem Glasbauteil platziert wird, das von einem Metallteil umgeben ist. Das Glas wird durch Sintern geformt. Beim Sintern wird aus pulverförmigen oder zerkleinerten Elementen eine feste Masse erzeugt, indem das Material bis knapp unter seinen Schmelzpunkt erhitzt und anschließend Druck ausgeübt wird, um das Material zu formen. Dies führt zu einem reinen, einheitlichen Endprodukt.
Eine angepasste Glas-Metall-Dichtung besteht aus Materialien, die aufgrund ihres ähnlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten ausgewählt wurden. Der Wärmeausdehnungskoeffizient eines Materials ist ein Wert, der in eine Formel eingefügt werden kann, um herauszufinden, wie stark sich ein Material bei jedem Grad der Temperaturerhöhung ausdehnt. Durch die Verwendung aufeinander abgestimmter Materialien dehnen sich Glas und Metall bei Hitze und Kälte gleichermaßen aus und ziehen sich zusammen. Dies stellt sicher, dass die Glas-Metall-Dichtung bei extremen Bedingungen nicht bricht.
Passende Dichtungen werden häufig mit Kovar (KV) -Gehäusen und Stiften hergestellt. Kovar ist eine Legierung aus Eisen, Nickel und Kobalt. Es ist ideal, weil es einen Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweist, der über einen weiten Temperaturbereich dem von Glas ähnelt. Der Glasteil der Glas-Metall-Dichtung besteht aus Borosilikatglas, einem Glas aus Siliciumdioxid und Boroxid. Passende Dichtungen können in nahezu jeder Form hergestellt werden.
Bei Kompressionsdichtungen wird ein Gehäusematerial verwendet, dessen Wärmeausdehnungskoeffizient höher ist als der des Glases. Das Gehäuse zieht sich beim Erstarren um das Glas zusammen. Es gibt drei Arten von Kompressionsdichtungen: Stahl- und Edelstahlkompressionsdichtungen, Eisenkompressionsdichtungen und Kompressionsdichtungen aus Legierung Nr. 42. Die Legierung Nummer 42 ist eine Legierung aus Nickel und geringen Mengen anderer Werkstoffe. Das Glas in einer Kompressionsdichtung ist normalerweise ein Bariumalkali, und die Stifte bestehen entweder aus Nickel oder Eisen.