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Produits : Ensembles brasés céramique-métal

Divers modes d’assemblages existent pour lier la céramique au métal. Lorsqu’il s’agit de les assembler de manière à résister aux contraintes mécaniques et/ou aux températures élevées, de garantir une étanchéité au vide, de résister à des environnements corrosifs, le scellement par brasage à haute température est incontournable.

Applications

Les ensembles brasés céramique-métal trouvent particulièrement leur utilité dans le cadre d’une utilisation dans des environnements sévères, tels que (à titre d’exemple) :

  • électronique embarquée pour l’aéronautique-spatial, civile et militaire,
  • matériels de défense,
  • l’instrumentation d’analyse et médicale,
  • la physique des particules, le vide poussé et l’ultra-vide,
  • le nucléaire.

Produits

La liste ci-après de produits n'est pas exhaustive :

  • traversées haute-tension pour la spectrométrie de masse, les canons à électrons, 
  • traversées de signal pour implants médicaux (cochléaires, stimulateurs cardiaques),
  • boîtiers hermétiques pour l’électronique embarquée, les outils ou appareils d’analyse dans l’industrie pétrolifère,
  • connecteurs hermétiques haute-tension pour l’industrie nucléaire,
  • isolants haute-tension pour les tubes électroniques….

Matériaux

Toutes les céramiques techniques ne peuvent pas être brasées. On retrouve principalement :

  • l’oxyde d’aluminium (alumine, saphir, rubis), l’oxyde de béryllium,
  • à un moindre degré, le nitrure d’aluminium, le nitrure de silicium, le carbure de silicium, le carbure de bore, la zircone…

Le métal associé à la céramique doit avoir un coefficient de dilatation proche afin de réduire le risque de contraintes résiduelles dans le scellement qui amèneraient à la rupture de celui-ci. On retrouve le plus souvent les métaux suivants :

  • kovar, cuivre, titane, fer-nickel, inox, molybdène, niobium, platine…

La brasure utilisée dépendra quant à elle de divers paramètres : température d’utilisation finale du produit, nature du métal à assembler, nécessité de braser plusieurs métaux de nature différente. Les alliages de type Ag-Cu, Ag-Cu-Pd, Ag-Cu-Au, Au-Cu, Au-Ni, Ag, Au, Cu sont courants, et permettent de couvrir une plage de températures allant de 780°c à près de 1100°C.

Cette liaison peut être réalisée par diverses méthodes, mais toutes font appel à l’apport d’une couche métallique intermédiaire qui permet l’accroche de la brasure réalisée ultérieurement :

  • couche épaisse frittée de molybdène-manganèse, uniquement dans le cas de céramiques oxydes (alumine, oxyde de béryllium, etc…),
  • couche épaisse d’un métal réactif réagissant chimiquement,
  • couche mince déposée par procéde PVD, W-Ti par exemple.

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CERAMIQUES BRASEESCERAMIQUES BRASEES (2.27 Mo)