电子产品中玻璃对金属密封的问题

在表面缺陷成为问题之前预防和检测它们

玻璃对金属的密封是电子产品中真正必不可少的现象，用于制造各种产品。从“老式”（但仍然无处不在）白炽灯泡到真空管、放电管和半导体二极管，再到笔记本电脑和翻盖手机中的簧片开关，以及几乎任何电子元件的金属封装——没有密封玻璃到金属密封，我们的技术生活无疑会大不相同。

在这些应用中，确保没有泄漏对于在组件中产生真空密封至关重要，这些组件将通过这些组件进行导电。然而，泄漏是一个真正的风险，因为一个简单的事实是，一般来说，金属以一种速度膨胀，而玻璃以另一种速度膨胀——在用于形成玻璃与金属密封的熔化过程中产生机械应力。当金属比玻璃膨胀得更快时，玻璃就会破裂；当金属的膨胀速度比玻璃慢时，就会出现缝隙。

玻璃对金属密封存在哪些问题？

虽然玻璃和金属的膨胀之间的关系只是众多因素中的一个（取决于具体的应用），但确保两种材料的膨胀兼容对于创建能够发挥作用的玻璃与金属密封件至关重要。然而，由于各种玻璃和金属具有不同的膨胀系数，机械应力——因此，泄漏——似乎是不可避免的。

我们将讨论玻璃的选择，以及用于玻璃对金属密封的专有玻璃的开发，留给玻璃专家。但是，我们可以说不同的玻璃在流动方式、密度、杂质和其他可能影响玻璃强度和粘度的特性方面有所不同。此外，玻璃表面的不规则性会影响其强度并产生应力和变化，从而导致开裂，并最终导致玻璃与金属密封失效。

同样，对于选择用于玻璃对金属密封的任何金属，首要问题是金属是否具有可能危及密封完整性的表面下裂纹或外表面状况。这里棘手的部分是裂缝可能很明显 - 或者，它可能很难看到并且至少不明显。可能存在尚未出现裂缝的潜在问题，但是当加热以形成玻璃与金属的密封时，就会出现这种问题。可能存在微小的精确缺陷或微小的纵向裂纹，随着反复的热循环，它们会变成全面的裂纹。即使是表面处理条件（例如金属表面的轻微模线）也会导致裂缝，并最终导致玻璃与金属密封处泄漏。

好消息是，我们可以采取措施来检测或防止裂缝和其他金属表面光洁度问题，这些问题会阻碍玻璃与金属的密封和稳定的最终产品。

我们如何检测用于玻璃对金属密封的金属的表面问题？

涡流检测 (ECT) 是一个复杂的过程，具有许多有趣的方面和广泛的应用。其中，它是一种广泛使用且有效的金属零件表面缺陷检测方法，包括用于玻璃对金属密封的圆棒、扁带和毛细管。

ECT 利用电磁感应来检测和表征导电材料的表面和亚表面缺陷；它还用于进行厚度和电导率测量。在非常基本的术语中，线圈用于产生振荡磁场，当应用于导电测试材料时，会产生涡流。测试对象中存在的缺陷，以及其电导率和磁导率的变化，都会导致涡流发生相应的变化。 ECT通过测量相位、频率、幅度、阻抗等特性的变化，检测点蚀、开裂和腐蚀等缺陷。

有多种 ECT 技术，包括绝对涡流测试，其中使用带有单个测试线圈探头的探头来产生涡流并感应电流场的变化；差分涡流检测，使用两个有源线圈，对缺陷更敏感；甚至两者的组合，以及其他类型的探针和方法。 （如果您想了解更多关于这项神秘但重要的冶金技能，请随时致电 Metal Cutting Corporation。）

我们如何防止导致玻璃对金属密封泄漏的间隙？

还有一些制造方法可以应用于玻璃对金属密封中使用的金属表面，以改变金属表面并减少可能导致泄漏的间隙的可能性。例如，我们可以使用无心磨削来修改金属棒的外径表面光洁度。通过将表面从纵向特征更改为垂直于导线行进长度的径向特征，无心接地表面充当多个“障碍”，允许玻璃粘附并防止纵向泄漏点。

将诸如此类的预防措施与良好的设计、仔细的 ECT 以及对零件的裂纹和表面缺陷进行目视检查相结合，合适的合作伙伴在确保玻璃与金属密封在第一天保持气密性方面大有帮助。最后，您可以放心，关键电子元件在供应链中经过 100% 测试，使用各种复杂的蚀刻和氦气泄漏测试，这可以说是确定电子设备是否存在泄漏的终极测试。

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