4j29是什么材料？

4J29概述

4J29合金又称可伐(Kovar)合金。该合金在20～450℃具有与硅硼硬玻璃相近的线膨胀系数，居里点较高，并有良好的低温组织稳定性。合金的氧化膜致密，能很好地被玻璃浸润。且不与汞作用，适合在含汞放电的仪表中使用。是电真空器件主要密封结构材料。

1.1 4J29材料牌号 4J29。 

1.2 4J29相近牌号 见表1-1。 

表1-1[1～4]

俄罗斯

美国

英国

日本

法国

德国

29HК

Kovar

Nilo K

KV-1

Dilver P0

Vacon 12

29HК-BИ

Rodar 

Techallony Glasseal 29-17

Telcaseal

KV-2 

KV-3

Dilver P1

Silvar 48

1.3 4J29材料的技术标准 YB/T 5231-1993《铁镍钴玻封合金4J29和4J44技术条件》。 

1.4 4J29化学成分 见表1-2。

表1-2                                      %

C

Mn

Si

P

S

Cu

Cr

Mo

Ni

Co

Fe

≤

0.03

0.5

0.30

0.020

0.020

0.20

0.20

0.20

28.5～29.5

16.8～7.8

余量

在平均线膨胀系数达到标准规定条件下，允许镍、钴含量偏离表1-2规定范围。铝、镁、锆和钛的含量各不大于0.10%，其总量应不大于0.20%。 

1.5 4J29热处理制度 标准规定的膨胀系数及低温组织稳定性的性能检验试样，在氢气气氛中加热至900℃±20℃,保温1h，再加热至1100℃±20℃，保温15min，以不大于5℃/min速度冷至200℃以下出炉。 

1.6 4J29品种规格与供应状态 品种有丝、带、板、管和棒材。

1.7 4J29熔炼与铸造工艺 用非真空感应炉、真空感应炉或电弧炉熔炼。 

1.8 4J29应用概况与特殊要求 该合金是国际通用的典型的Fe-Ni-Co硬玻璃封接合金。经航空工厂长期使用，性能稳定。主要用于电真空元器件如发射管、振荡管、引燃管、磁控管、晶体管、密封插头、继电器、集成电路的引出线、底盘、外壳、支架等的玻璃封接。在应用中应使选用的玻璃与合金的膨胀系数相匹配。根据使用温度严格检验其低温组织稳定性。在加工过程中应进行适当的热处理，以保证材料具有良好的深冲引伸性能。当使用锻材时应严格检验其气密性。 

二、4J29物理及化学性能

2.1 4J29热性能                                         

2.1.1 4J29溶化温度范围 该合金溶化温度约为1450℃[1,2]。 

2.1.2 4J29热导率 见表2-1。 

表2-1[1]

θ/℃

100

200

300

400

500

λ/(W/(m·℃))

20.6

21.5

22.7

23.7

25.4

2.1.3 4J29比热容 在0℃时，比热容为440J/(kg•℃)；在430℃时，比热容为649J/(kg•℃)。 

2.1.4 4J29线膨胀系数 标准规定α1(20～400℃)=(4.6～5.2)×10-6℃-1；α1(20～450℃)=(5.1～5.5)×10-6℃-1(当用于晶体管时上限为5.6×10-6℃-1)。 

合金的平均线膨胀系数见表2-2。合金的膨胀曲线见图2-1。

2.2 4J29密度 

2.3 4J29电性能

2.3.1 4J29电阻率  ρ=0.48μΩ·m[1,5]。

表2-2[1]

θ/℃

/10-6℃-1

请点击输入图片描述

θ/℃

/10-6℃-1

请点击输入图片描述

20～60

7.8

20～500

6.2

20～100

6.4

20～550

7.1

20～200

5.9

20～600

7.8

20～300

5.3

20～700

9.2

20～400

5.1

20～800

10.2

20～450

5.3

20～900

11.4

2.3.1 4J29电阻温度系数 见表2-3。 

表2-3[1]

温度范围/℃

20～50

20～85

20～100

20～200

20～300

20～400

αR/10-3℃-1

3.7

3.7

3.9

3.9

3.7

3.3

2.4 4J29磁性能 

2.4.1 4J29居里点 Tc=430℃[1,5]。 

2.4.2 4J29合金的磁性能 见表2-4[1]。

在4000A/m下，剩余磁感应强度Br=0.98T，矫顽力Hc=68.8A/m[1,2]。 

2.5 4J29化学性能 合金在大气、淡水和海水中有较好的耐腐蚀性。 

表2-4[1,2]

H/(A/m)

B/T

H/(A/m)

B/T

H/(A/m)

B/T

8

0.9×10-2

80

0.35

2000

1.47

16

2.1×10-2

160

0.81

4000

1.61

24

3.6×10-2

400

1.17

40

8.3×10-2

800

1.34

4J29力学性能 

3.1 4J29技术标准规定的性能 

3.1.1 4J29硬度 深冲态带材的硬度应符合表3-1的规定。厚度不大于0.2mm时不作硬度检验。 

3.1.2 4J29抗拉强度 丝材和带材的抗拉强度应符合表3-2的规定。 

表3-1

状态

δ/mm

硬度HV

深冲态

>2.5

≤170

≤2.5

≤165

表3-2

状态代号

状态

σb/MPa

丝材

带材

R

软态

<585

<570

1/4I

1/4硬态

585～725

520～630

1/2I

1/2硬态

655～795

590～700

3/4I

3/4硬态

725～860

600～770

I

硬态

>850

>700

3.2 4J29室温及各种温度下的力学性能 

3.2.1 4J29硬度 冷应变率为50%的带材，在不同退火温度下的硬度见图3-1。 

3.2.2 4J29拉伸性能 合金（退火态）在室温的拉伸性能见表3-3。冷应变率为50%的带材，在不同退火温度下的拉伸性能见图3-2。 

表3-3[1,5]

σb/MPa

σP0.2/MPa

δ/%

520

330

30

3.3 4J29持久和蠕变性能

3.4 4J29疲劳性能  

3.5 4J29d性性能  

3.5.1 4J29d性模量 E=138GPa。 

四、4J29组织结构 

4.1 4J29相变温度 γ→α相变温度在-80℃以下。            

4.2 4J29时间-温度-组织转变曲线  

4.3 4J29合金组织结构 合金按1.5规定的热处理制度处理后，再经-78.5℃冷冻，大于等于4h不应出现马氏体组织。但当合金成分不当时，在常温或低温下将发生不同程度的奥氏体(γ)向针状马氏体(α)转变，相变时伴随着体积膨胀效应。合金的膨胀系数相应增高，致使封接件的内应力剧增，甚至造成部分损坏。影响合金低温组织稳定性的主要因素是合金的化学成分。从Fe-Ni-Co三元相图中可以看到，镍是稳定γ相的主要元素，镍含量偏高有利于γ相的稳定。随合金总变形率增加其组织越趋向稳定。合金成分偏析也可能造成局部区域的γ→α相变。此外晶粒粗大也会促进γ→α相变。 

4.4 4J29晶粒度 标准规定深冲态带材的晶粒度应不小于7级，小于7级的晶粒不得超过面积的10%。厚度小于0.13mm的带材估计平均晶粒度时，沿带材厚度方向晶粒个数应不少于8个。 

冷应变率为60%～70%的厚的带材，在表4-1所示温度下退火1h,空冷后，按YB 027-1992附录A评级，其晶粒度见表4-1。 

表4-1[1,2]

退火温度/℃

675

700

750

800

900

1000

1100

1200

晶粒度级别

开始再结晶

>10

>10

10

7.5

5.0

4.0

3.0

五、4J29工艺性能与要求 

5.1 4J29成形性能 该合金具有良好的冷、热加工性能，可制成各种复杂形状的零件。但应避免在含硫的气氛中加热。在冷轧时，当带材的冷应变率大于70%时，退火后会引起塑性各向异性；冷应变率在10%～15%范围时，合金在退火后会导致晶粒急剧长大，也将产生合金的塑性各向异性。当最终应变率为60%～65%，晶粒度为7～8.5级时，其塑性各向异性最小[2,4,7～9]。 

合金带材的杯突值与厚度的关系见图5-1。

5.2 4J29焊接性能 该合金可采用钎焊、熔焊、电阻焊等 

方法与铜、钢、镍等金属焊接。当合金中锆含量大于0.06%时， 

将影响板材的氩弧焊焊接质量，甚至使焊缝开裂。 

该合金与玻璃封接前，应清洗干净，随后进行高温湿氢处 

理、预氧化处理。 

5.3 4J29零件热处理工艺 热处理可分为：消除应力退火、 

中间退火、净化去气处理、预氧化处理。 

(1)消除应力退火 为消除零件在机械加工后的残存应力要 

进行消除应力退火：470～540℃，保温1～2h,炉冷或空冷。 

(2)中间退火 为消除合金在冷轧、冷拔、冷冲压过程中引 

起的加工硬化现象，以利于继续加工。工件需在干氢、分解氨 

或真空中，加热到750～900℃，保温14min～1h，然后炉冷， 

空冷或水淬。

(3)净化去气处理 零件成形后，预氧化处理前，需进行湿氢处理，处理前应进行除油。工作需在饱和湿氢中，加热到950～1050 ℃，保温10～30min,然后炉冷。 

(4)预氧化处理 合金在湿氢处理后，熔封前一般要进行预氧化处理，使合金表面生成一层厚度均匀、致密的氧化膜，该氧化膜与基体结合牢固，且能很好地与熔融的玻璃浸润。零件在湿氢处理后，在大约800℃的空气中氧化。零件的增重在0.2～0.4mg/cm2范围为宜[10]。 

该合金不能用热处理硬化。

5.4 4J29表面处理工艺 表面处理可用喷砂、抛光、酸洗。

零件与玻璃封接后，为易于焊接，需去除封接时生成的氧化膜，可将零件在10%盐酸+10%硝酸的水溶液中，加热到70 ℃左右，酸洗2～5min。 

该合金具有良好的电镀性能，表面能镀金、银、镍、铬等金属。为便于零件间的焊接或热压粘结，常镀以铜、镍、金、锡的镀层。为改善高频电流的传导能力，降低接触电阻以保证正常的阴极发射特性，常镀以金、银的镀层。为提高器件的耐蚀性能可镀镍或金[11]。 

5.5 4J29切削加工与磨削性能 该合金切削特性和奥氏体不锈钢相似。加工时采用高速钢或硬质合金刀具，低速切削加工。切削时可使用冷却剂。该合金磨削性能良好。

ITO 透明导电膜屏蔽玻璃的导电膜层材料主要为ITO（铟锡氧化物半导体）膜、金属镀膜等，是通过真空磁控溅射镀膜工艺生产的，其特点是在150KHz~1GHz范围内有适宜的屏蔽效能，透光性较普通网栅材料屏蔽玻璃好很对，电阻率介于10- 3～10- 4 Ω•cm 之间,透光率可达到85%以上。

FTO 1.导电玻璃为掺杂氟的SnO2导电玻璃(SnO2:F)，简称为FTO。FTO玻璃可以做为ITO导电玻璃的替换用品，广泛用于液晶显示屏，光催化，薄膜太阳能电池基底等方面，市场需求极大. FTO玻璃因其特殊性，在染料敏化太阳能电池，电致变色和光催化方面对其透光率和导电率都有很高的要求，其综合性能常用直属FTC来评价：FTC＝T10／RS。T是薄膜的透光率�RS是薄膜的方阻值；在光学应用方面，则要求其对可见光有好的透射性和对红外有良好的反射性。对其基本要求是：①表面方阻低，②透光率高，③面积大、重量轻，④易加工、耐冲击。 作为高新技术，我国目前最高只能开发出可见光平均透光率达到80％左右的透明导电膜，还没有超过90％。在高透光率低方阻透明导电膜的研究领域里，将是机遇与挑战并存，需要我们做更深入的研究。目前我国需要进一步从材料选择、工艺参数制定、多层膜光学设计等方面来提高透明导电膜的综合性能，使其可见光平均透光率达到92%以上，从而满足高尖端技术的需要。

TCO 由于办公设备人体工程学在国际间已经成为产品验证的重要项目，很多国家更要求所有用于办公的显示器必须符合人体工程学与产品安全的设计，因此TCO Development（瑞典劳工联盟）为显示器类产品制定了系列严格而且规范的标准。只有在能源学、辐射、人体工程学和电气安全性等几大方面都符合TCO Development所制定的标准，才能通过TCO相应版本的认证。目前市场上的合格显示器基本都要通过TCO认证，并且都在显示器的外壳贴上相应通过的TCO的版本，足见TCO标准的影响力和人们对它的认可程度。

1.第一代半导体材料主要是指硅（Si）、锗元素（Ge）半导体材料。作为第一代半导体材料的锗和硅，在国际信息产业技术中的各类分立器件和应用极为普遍的集成电路、电子信息网络工程、电脑、手机、电视、航空航天、各类军事工程和迅速发展的新能源、硅光伏产业中都得到了极为广泛的应用，硅芯片在人类社会的每一个角落无不闪烁着它的光辉。

2.第二代半导体材料主要是指化合物半导体材料，如砷化镓（GaAs）、锑化铟（InSb）；三元化合物半导体，如GaAsAl、GaAsP；还有一些固溶体半导体，如Ge-Si、GaAs-GaP；玻璃半导体（又称非晶态半导体），如非晶硅、玻璃态氧化物半导体；有机半导体，如酞菁、酞菁铜、聚丙烯腈等。

3.第三代半导体材料主要以碳化硅（SiC）、氮化镓（GaN）、氧化锌（ZnO）、金刚石、氮化铝（AlN）为代表的宽禁带半导体材料。在应用方面，根据第三代半导体的发展情况，其主要应用为半导体照明、电力电子器件、激光器和探测器、以及其他4个领域，每个领域产业成熟度各不相同。在前沿研究领域，宽禁带半导体还处于实验室研发阶段。

扩展资料

Si和化合物半导体是两种互补的材料，化合物的某些性能优点弥补了Si晶体的缺点，而Si晶体的生产工艺又明显的有不可取代的优势，且两者在应用领域都有一定的局限性，因此在半导体的应用上常常采用兼容手段将这二者兼容，取各自的优点，从而生产出符合更高要求的产品，如高可靠、高速度的国防军事产品。因此第一、二代是一种长期共同的状态。

但是第三代宽禁带半导体材料，可以被广泛应用在各个领域，消费电子、照明、新能源汽车、导d、卫星等，且具备众多的优良性能可突破第一、二代半导体材料的发展瓶颈，故被市场看好的同时，随着技术的发展有望全面取代第一、二代半导体材料。

参考资料百度百科——半导体材料

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