4J29

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隨著空間對(duì)地觀測(cè)、深空探測(cè)對(duì)高分辨率探測(cè)精度等要求的不斷提高，光電系統(tǒng)采用低溫環(huán)境工作是有效途徑，這給系統(tǒng)的集成提出了更高的要求。在低溫集成系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)中，計(jì)算機(jī)仿真需要精確的材料熱物性、機(jī)械性能等數(shù)據(jù)。但隨著新材料的研發(fā)及應(yīng)用，實(shí)際應(yīng)用的新型材料在低溫區(qū)數(shù)據(jù)缺乏。4J29可伐合金( 又稱 Kovar 合金) 具有特殊的膨脹特性，其與硅硼硬玻璃材料在加熱及冷卻過程中具有相近的膨脹系數(shù)和熱脹冷縮速率，因此能夠?qū)崿F(xiàn)與玻璃的牢固匹配封接，可用于真空密封，是目前航天紅外低溫光電系統(tǒng)中的常用材料。同時(shí)，4J29 可伐合金在液氮溫區(qū)以上具有良好的低溫組織穩(wěn)定性，并且具有優(yōu)異的加工、焊接及電鍍性能，是航天低溫系統(tǒng)應(yīng)用中電連接器的常用材料。

Scott 于 20 世紀(jì) 30 年代研究出 4J29 可伐合金。4J29 可伐合金的膨脹系數(shù)與硅硼硬玻璃較為接近，硅硼硬玻璃能夠很好地浸潤(rùn) 4J29 合金表面的氧化膜，這可以保證封裝器件的密封性。該合金的出現(xiàn)很快取代了難熔金屬鎢、鉬等，并被廣泛用于飛機(jī)、航天器上的真空儀表器件的密封結(jié)構(gòu)材料。硬玻璃作為半導(dǎo)體晶體管封裝的材料，其大量使用使 4J29 合金被廣泛應(yīng)用于晶體管、集成電路等器件制造業(yè)。

4J29（執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)GB/T 15018-1994 YB/T 5231-1993）

4J29化學(xué)成分

合金	%	磷	硫	鎳	碳	錳	硅	鉻	鉬	銅	鈷	鐵
4J29	小			28.5							16.8	余
	大	0.020	0.020	29.5	0.03	0.50	0.30	0.20	0.20	0.20	17.8	量

精密合金4J29熱物性能

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4J29 可伐合金在低溫區(qū)與常溫區(qū)具有不同的熱物性，其熱物性的改變對(duì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)具有一定的影響，這一點(diǎn)已引起了研究人員的重視。本文用“穩(wěn)態(tài)縱向熱流法”測(cè)試了 4J29 可伐合金在 77—300 K 溫區(qū)的熱導(dǎo)率值，用“穩(wěn)態(tài)法”測(cè)試了 4J29 可伐合金在77—300 K 溫區(qū)的比熱容，用彈性模量試驗(yàn)機(jī)測(cè)試了77—300 K 溫區(qū)的彈性模量系數(shù)，得到了 4J29 可伐合金在液氮至室溫區(qū)工程需要的熱物性參數(shù)及機(jī)械性能參數(shù)。熱物性測(cè)試表明，4J29 可伐合金的比熱容和熱導(dǎo)率隨溫度的降低而降低，77 K 溫區(qū)測(cè)量值均比常溫區(qū)測(cè)量值小3 倍以上。力學(xué)彈性模量測(cè)試中，彈性模量值隨溫度的降低變化不大，大小趨勢(shì)出現(xiàn)隨機(jī)性。通過利用 TC4 鈦合金作標(biāo)準(zhǔn)參考材料對(duì)比及誤差分析，證明測(cè)量誤差在可接受范圍以內(nèi)，可以作為工程系統(tǒng)應(yīng)用設(shè)計(jì)者的引用參考數(shù)據(jù)。

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