引入特定的气体气氛可以在真空钎焊过程中实现精确的化学控制，将能力扩展到简单的减压之外。还原性气氛，主要是氢气，作为活性清洁剂，以化学方式将表面氧化物转化回纯金属，而无需使用固体助焊剂。相比之下，氩气或氮气等惰性气体环境充当被动屏障，在热循环过程中防止敏感部件上氧化层的再形成。
核心要点 虽然两种气氛都能确保界面纯度，但它们的机理不同：还原性气体主动逆转氧化以清洁表面，而惰性气体被动保护已清洁的表面免受再次污染。正确使用这些气体是在陶瓷-金属连接等复杂组件中实现无助焊剂、高精度结合的关键。
还原性气氛的机理
主动表面清洁
还原性气氛（如氢气 (H2)）的主要功能是与金属表面发生化学反应。它会攻击表面氧化物，将其还原回金属状态。
消除化学助焊剂
通过使用气体去除氧化物，您可以消除对传统化学助焊剂的需求。这对于高精度零件至关重要，因为它消除了助焊剂夹带的风险，并确保了原始的“无助焊剂”钎焊环境。
惰性气体环境的机理
被动保护介质
惰性气体，如氩气 (Ar) 或氮气 (N2)，在正常条件下不会与基材发生化学反应。相反，它们充当组件周围的物理屏障或“保护罩”。
防止氧化物再积聚
即使在高真空环境中，也可能存在痕量的氧气或湿气。惰性气体可置换这些污染物，防止已清洁或加工过的表面上氧化层再次积聚。
操作权衡和注意事项
主动与被动管理
您必须区分是需要修复表面还是需要维护表面。当氧化物已存在且必须去除时，需要还原性气氛。如果零件经过预清洁且严格要求防止新氧化，则惰性气氛就足够了。
材料兼容性风险
虽然氢气在清洁方面效果很好，但它可能导致某些敏感金属（如钛）发生脆化。同样，氮气通常是惰性的，但在高温下可能与特定合金反应形成氮化物。气体的选择必须与陶瓷-金属界面的冶金特性相匹配。
为您的目标做出正确选择
为确保真空钎焊过程的完整性，请根据材料的具体状况选择合适的气氛：
- 如果您的主要重点是清洁氧化表面：使用还原性气氛 (H2) 以化学方式去除氧化物，并在没有助焊剂的情况下恢复金属纯度。
- 如果您的主要重点是保持预先存在的清洁度：实施惰性环境 (Ar 或 N2) 以保护界面，并在加热过程中防止氧化层重新生长。
掌握主动还原与被动保护之间的平衡是稳健的高精度钎焊过程的标志。
摘要表：
| 气氛类型 | 主要机理 | 主要气体示例 | 主要功能 | 材料风险 |
|---|---|---|---|---|
| 还原性 | 主动化学清洁 | 氢气 (H2) | 将氧化物还原为金属；消除助焊剂 | 潜在的氢脆 |
| 惰性 | 被动屏蔽 | 氩气 (Ar)、氮气 (N2) | 防止氧化物再形成；置换污染物 | 与特定合金形成氮化物 |
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参考文献
- Byungmin Ahn. Recent Advances in Brazing Fillers for Joining of Dissimilar Materials. DOI: 10.3390/met11071037
本文还参考了以下技术资料 Kintek Solution 知识库 .
