Expansionslegierung Kovar Drahtlegierung-4J29
(Gebräuchlicher Name: Kovar, Nilo K, KV-1, Dilver Po, Vacon 12)
Die Legierung 4J29, auch bekannt als Kovar-Legierung, wurde entwickelt, um den Bedarf an einer zuverlässigen Glas-Metall-Verbindung zu decken. Diese ist in elektronischen Geräten wie Glühbirnen, Vakuumröhren und Kathodenstrahlröhren sowie in Vakuumsystemen der Chemie und anderer wissenschaftlicher Forschungsbereiche erforderlich. Die meisten Metalle können Glas nicht zuverlässig abdichten, da ihr Wärmeausdehnungskoeffizient nicht dem von Glas entspricht. Beim Abkühlen der Verbindung nach der Herstellung führen die Spannungen aufgrund der unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten von Glas und Metall zu Rissen in der Verbindung.
(-Kovar)
Kovar ist eine Nickel-Kobalt-Eisenlegierung mit identischer Zusammensetzung wie Fernico. Sie ist so konzipiert, dass sie mit der thermischen Ausdehnung von Borosilikatglas (ca. 5 × 10⁻⁶ /K zwischen 30 und 200 °C, bis ca. 10 × 10⁻⁶ /K bei 800 °C) kompatibel ist und somit direkte mechanische Verbindungen über einen weiten Temperaturbereich ermöglicht. Kovar findet Anwendung in galvanisch abgeschiedenen Leitern, die in Glasgehäuse elektronischer Bauteile wie Elektronenröhren, Röntgen- und Mikrowellenröhren sowie einigen Glühbirnen eingeführt werden.
Der Name Kovar wird häufig als Oberbegriff für Fe-Ni-Legierungen mit diesen besonderen thermischen Ausdehnungseigenschaften verwendet. Beachten Sie die verwandte Fe-Ni-Legierung Invar, die eine minimale thermische Ausdehnung aufweist.
Die Legierung 4J29 wurde entwickelt, um den Bedarf an einer zuverlässigen Glas-Metall-Verbindung zu decken, die in elektronischen Geräten wie Glühbirnen, Vakuumröhren und Kathodenstrahlröhren sowie in Vakuumsystemen in der Chemie und anderen wissenschaftlichen Forschungsbereichen erforderlich ist. Die meisten Metalle können Glas nicht zuverlässig abdichten, da ihr Wärmeausdehnungskoeffizient nicht dem von Glas entspricht. Beim Abkühlen der Verbindung nach der Herstellung führen die Spannungen aufgrund der unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten von Glas und Metall zu Rissen in der Verbindung.
Die Legierung 4J29 weist nicht nur eine ähnliche Wärmeausdehnung wie Glas auf, sondern ihre nichtlineare Wärmeausdehnungskurve lässt sich oft an die von Glas anpassen, wodurch die Verbindung einen breiten Temperaturbereich toleriert. Chemisch verbindet sie sich über eine Zwischenoxidschicht aus Nickeloxid und Kobaltoxid mit Glas; der Anteil an Eisenoxid ist aufgrund seiner Reduktion mit Kobalt gering. Die Haftfestigkeit hängt stark von der Dicke und Beschaffenheit der Oxidschicht ab. Das Vorhandensein von Kobalt erleichtert das Schmelzen und Auflösen der Oxidschicht im geschmolzenen Glas. Eine graue, graublaue oder graubraune Farbe deutet auf eine gute Abdichtung hin. Eine metallische Farbe weist auf einen Mangel an Oxid hin, während eine schwarze Farbe auf übermäßig oxidiertes Metall hinweist, was in beiden Fällen zu einer schwachen Verbindung führt.
Hauptsächlich verwendet in elektrischen Vakuumkomponenten und Emissionskontrolle, Stoßwellenrohren, Zündrohren, Glasmagnetrons, Transistoren, Dichtungsstopfen, Relais, Anschlüssen für integrierte Schaltungen, Chassis, Halterungen und anderen Gehäuseabdichtungen.
Normale Zusammensetzung%
| Ni | 28,5–29,5 | Fe | Bal. | Co | 16,8–17,8 | Si | ≤0,3 |
| Mo | ≤0,2 | Cu | ≤0,2 | Cr | ≤0,2 | Mn | ≤0,5 |
| C | ≤0,03 | P | ≤0,02 | S | ≤0,02 |
Zugfestigkeit, MPa
| Zustandscode | Zustand | Draht | Streifen |
| R | Weich | ≤585 | ≤570 |
| 1/4I | 1/4 Hart | 585–725 | 520–630 |
| 1/2I | 1/2 Hart | 655–795 | 590–700 |
| 3/4I | 3/4 Hart | 725–860 | 600–770 |
| I | Hart | ≥850 | ≥700 |
Typische physikalische Eigenschaften
| Dichte (g/cm3) | 8.2 |
| Elektrischer Widerstand bei 20ºC (mm²/m) | 0,48 |
| Temperaturfaktor des spezifischen Widerstands (20 °C bis 100 °C) x 10–5/ºC | 3,7–3,9 |
| Curie-Punkt Tc/ °C | 430 |
| Elastizitätsmodul, E/ GPa | 138 |
Koeffizient der Expansion SIon
| θ/ºC | α1/10-6ºC-1 | θ/ºC | α1/10-6ºC-1 |
| 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 |
Wärmeleitfähigkeit
| θ/ºC | 100 | 200 | 300 | 400 | 500 |
| λ/ W/(m*ºC) | 20.6 | 21,5 | 22,7 | 23,7 | 25.4 |
| Das Wärmebehandlungsverfahren | |
| Glühen zur Spannungsreduzierung | Auf 470–540 °C erhitzen und 1–2 Stunden halten. Abkühlen lassen. |
| Glühen | Im Vakuum auf 750–900 °C erhitzt |
| Haltezeit | 14 Minuten bis 1 Stunde. |
| Abkühlungsrate | Die Abkühlung auf 200 °C sollte nicht mehr als 10 °C/min betragen. |
Lieferart
| Legierungsname | Typ | Dimension | ||
| Legierung-4J29 | Draht | D = 0,1–8 mm | ||
| Legierung-4J29 | Streifen | B = 5–250 mm | T = 0,1 mm | |
| Legierung-4J29 | Folie | B = 10–100 mm | T = 0,01 bis 0,1 | |
| Legierung-4J29 | Bar | Durchmesser = 8–100 mm | L = 50–1000 | |


150 0000 2421