电真空器件中使用的钨和钼金属

    为获得陶瓷金属封接件要采用较纯级别的钨与钼。

    钼和钨的主要特性见表。这两种金属的线膨胀温度系数值比高氧化铝瓷和其他陶瓷材料要小，并且在20~1000℃温度范围内改变不大。

钼、钨金属的主要性能

    因两种金属都是顺磁性的，故可用作要求无铁磁性器件的零件，它们的熔点和再结晶温度高，故不但可以作陶瓷-金属封接件的零件，而且还可以用来制造封接件装架和钎焊用的模具定位元件。钨和钼的力学性能在很大程度上取决于机械加工和热处理、杂质的存在以及试样的制造工艺，故从不同的研究中得出的数据往往彼此不相等。

    钼在1300~1400℃温度下退火会导致其在冷态状态下脆性显著提高。由于强度的减小和脆性的增大，因此不宜应用于高温范围(高于1300~1400℃)的钎焊。

    这两种金属都具有很低的蒸气压，这就决定了钼和钨在电真空器件制造方面得到广泛应用。

    气体在钼和钨中的含量，正像对大多数金属那样，是取决于以前加工的条件和特性。厚度为0.13mm的钼与钨的薄片试样在400℃下经1h的预除气，其气体析出量对钼为0.176Pa·m3/kg,对钨为1.40Pa·m3/kg。

    钼和钨对大多数的气体而言，实际上在很宽的温度范围内(室温~1000℃)是不渗透的，氢对钼的渗透性比对铜、镍和其他金属的渗透性要小得多。

    在室温下钼和钨与空气和氧气是互不作用的，在升温时发生氧化(对Mo高于250℃，对W高于400℃)，氧化强度随着温度的提高而骤增，钼在空气中或氧中在600℃下迅速氧化成MoO₃。钨在500℃时迅速地氧化成WO₃，直到600℃还是稳定的。在水蒸气中(对于Mo是500℃，对W是700℃)很快发生氧化。达很高的温度时(Mo至1500℃，W至2000℃)看不出与氮相互起作用，这些金属与氢实际上直至熔点时也不起反应。由于氧化，Mo和W可以形成某些氧化物，其中最熟悉的有MoO₃(WO₃)、MoO₂(WO₂)。在高温时(600~1000℃)，在氢中这些氧化物是不稳定的，并易于挥发，特别是高价的氧化物更是如此。例如MoO₃的蒸气压：在500℃时为1.33×10^-3Pa；在800℃时为1.33×10³Pa。钼在空气中在700℃时的氧化速度是很高的，对厚度为0.25mm的钼片，其氧化速度平均为每小时0.03mm，在815~980℃温度范围内，氧化速度是700℃时的40倍。

    在温度高于1100℃，当有含碳的气体(CO、CO₂、甲烷等)参与，或与固体的碳接触时，钨会形成碳化物(W₂C和WC)，直至2150℃时它还是稳定的。在这些同样的条件下，在800℃时可形成碳化钼。在氢气中碳化钼是不稳定的，在温度高于1000℃时就分解。

    由于这两种金属的熔点高、气体渗透性和析出性低以及机械强度高，所以可用这些金属作为直接配置于阴极附近的零件，并可制作成几何尺寸精确、稳定性好的陶瓷金属封接件。

    现在，钼用来制造各种形式的陶瓷-金属封接件；Mo金属可套封于陶瓷的内外表面，但用得较多的结构形式是Mo针封，这是因为Mo无磁性，线膨胀是直线且与高Al₂O₃瓷较为匹配。钎焊时，可用金属焊料或玻璃釉料进行。在用银或银铜焊料钎焊时，建议在Mo和W的零件上预先镀一层铜或镍，以改善焊料的浸润性能。若用铜焊料钎焊时，镀层则不必要，在用玻璃釉料钎焊时，可直接在基体金属上完成。

(慧朴科技，huiputech)