Пайка графита с металлами

Соединение графита с металлами дает уникальным свойствам графита более широкое применение в таких конструкциях как тепловыделяющие элементы, высокотемпературные теплообменники, длинномерные нагреватели. Сам по себе графит хрупкий материал и его совмещение с металлами в некоторых местах необходимо. Для получения качественных соединений может применяться контактно-реакционная, капиллярная и диффузионная пайка.

Лучше других графит спаивается с тугоплавкими металлами – вольфрам, гафний, ванадий, ниобий, титан, кремний, молибден, цирконий. Наиболее важным и в тоже время сложным процессом пайки является пропитка графита припоем. Следует знать, что пайка возможна только высокопористых графитов, потому что у конструкционных графитов низкий процент открытых пор и их размер очень мал – от 1 до 10 мкм. Поэтому пайка конструкционных графитов считается дорогостоящим и технически сложным процессом. При пайке графита создастся металлический каркас, определяющий прочность спаянного соединения.

Сложность совмещения графитов с металлами определена различными коэффициентами температурного линейного расширения (КТЛР), поэтому при пайке припой подбирается с максимально близким КТЛР и если КТЛР будет сильно отличаться, то место пропитки графита с припоем как правило разрушается. Помимо этого, свариваемую конструкцию следует проектировать так, чтобы на место спайки действовали в основном сжимающие нагрузки, так как глубина проникновения припоя в графит и предел прочности спайки на разрыв напрямую зависят от усилия сжатия в процессе пайки. Оптимальной температурой пайки является 1150°-1200°С в атмосфере защитных газов.