El sellado se refiere a la conexión física o química de dos o más materiales. La tecnología de unión es clave en la fabricación de vidrio y cerámica, ya que mejora el sellado, la resistencia térmica y la estabilidad del producto, mejorando así su fiabilidad y vida útil.
Los métodos de conexión entre cerámica y metal incluyen la conexión mecánica, la conexión adhesiva, la conexión por soldadura fuerte, la conexión por difusión en fase sólida, la conexión instantánea en fase líquida, la soldadura por fusión, la conexión por síntesis autopropagante de alta temperatura, la soldadura por fricción, la conexión por microondas y la conexión ultrasónica, entre otros.
Según el método de conexión, se puede dividir en sellado mecánico y sellado por soldadura. El sellado mecánico se realiza principalmente mediante fijaciones, anillos de sellado, etc., mientras que el sellado por soldadura se realiza mediante conexión por fusión.
Según el tipo de material, se puede dividir en sellado de vidrio y sellado de cerámica a metal. El sellado de vidrio se utiliza principalmente para conectar vidrio con vidrio, vidrio con metal, etc., mientras que el sellado de cerámica se utiliza principalmente para conectar cerámica con cerámica, cerámica con metal, etc.
Según el entorno de uso, se puede dividir en sellado al vacío, sellado a alta temperatura y sellado a baja temperatura. El sellado al vacío se utiliza principalmente para la fabricación de contenedores y sensores de vacío; el sellado a alta temperatura, para la fabricación de hornos y calentadores de alta temperatura; y el sellado a baja temperatura, para la fabricación de contenedores y equipos de refrigeración de baja temperatura.
En este artículo, nos centraremos en el proceso de soldadura fuerte.
La soldadura fuerte consiste en colocar un metal (denominado relleno o fundente) con un punto de fusión más bajo que el material base (el material que se va a soldar) entre los materiales base; calentar el conjunto a una temperatura inferior al punto de fusión de los materiales base, pero superior al del relleno, lo que permite que este se funda; permitir que el relleno fundido humedezca, se extienda y rellene los huecos entre los materiales base; y permitir que los materiales base se disuelvan y se difundan entre sí a través del relleno fundido. Al enfriarse, se forma una conexión entre los materiales base, con el relleno como capa intermedia.
Ventajas:
1) Durante el proceso de soldadura fuerte, la pieza soldada no se funde y su tamaño, estructura y propiedades fisicoquímicas son estables.
2) La unión soldada presenta buena hermeticidad y resistencia.
3) Si la unión soldada presenta defectos, se puede volver a soldar.
4) Se pueden realizar varias soldaduras a la vez.
La soldadura fuerte también incluye los siguientes tipos:
Cerámica metalizada
Primero, se metaliza la superficie cerámica y, a continuación, se suelda el metal de aportación convencional, lo que también se denomina soldadura fuerte en dos etapas. El objetivo de la superficie cerámica y la metalización es solucionar el problema de la baja humectabilidad del metal de aportación sobre la superficie cerámica. El método Mo-Mn se utiliza comúnmente en la industria electrónica para premetalizar la superficie cerámica. Se añade la cantidad adecuada de Mn al polvo de Mo para mejorar la combinación del recubrimiento metálico con la cerámica. Además, se han desarrollado diversos métodos de metalización, como la deposición física o química en fase de vapor, la pulverización térmica, el método de polvo metálico sinterizado, el método ultrasónico, la deposición química, la inyección de plasma y la evaporación al vacío.
Solvencia fuerte de metal activo
La humectabilidad del metal de aportación sobre la superficie cerámica se mejora mediante la formación de una película metálica activa sobre la superficie cerámica, la adición de elementos activos al metal de aportación y la formación de una capa de reacción sobre la superficie cerámica mediante una reacción química. Estos elementos activos suelen incluir Ti, Zr, Hf, V, Ta, Nb, Cr, etc.
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