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钛金属气密封装

玻璃-钛密封技术将先进的气密封装 与钛的卓越性能结合在一起。在此页面上,您将了解为什么钛是医疗、航空航天、石油和天然气等行业的游戏规则改变者。深入了解其优势、技术细节以及 SCHOTT 的创新产品和专业知识。
介绍

什么是玻璃-钛密封?

玻璃-钛密封元件采用专门的 玻璃-金属密封 技术制造而成。在此过程中,钛作为外壳材料,而特种玻璃则提供电气绝缘并增强射频功能。由此生产出耐用的玻璃密封钛封装、接头和贯穿件,在提供钛的所有优势的同时,可靠地保护电子元件。
Titanium housing with hermetic components and connectors

钛合金封装

坚固、轻巧且无磁性的钛金属外壳可以保护多芯片模块和光电电路板免受恶劣环境条件的影响。

钛连接器

重量轻、可高压灭菌的钛连接器具有多个贯穿件和对准结构,适用于内窥镜和传感器应用。

钛框架的气密光窗

集成在钛合金外壳中的光学窗口提供了将信号、图像和能量传输到有源植入物和传感器外壳。

钛电池密封件

钛电池密封件为植入式电池提供了化学稳定和生物相容性的选择。

焊钛内嵌件

使用激光束焊接,可以将具有多个贯穿件的小型焊接嵌件集成到更大的钛合金外壳中。

钛合金封装

钛连接器

钛框架的气密光窗

钛电池密封件

焊钛内嵌件

优势
应用

应用

钛的独特性能使其成为各种封装、包覆和电子元件连接件的理想材料,尤其 使在恶劣环境中。

    Offshore wind turbines in the ocean for renewable energy
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    能源和可再生能源

    钛金属可保护能源系统中的传感器和连接器,例如海上风力涡轮机、太阳能监测设备和氢燃料系统,使其免受腐蚀性环境的影响。
    Woman wearing futuristic AR glasses with illuminated display
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    可穿戴设备

    钛金属重量轻、耐用且耐腐蚀,非常适合智能手表、健身手环和 AR 眼镜等可穿戴设备。它可保护电子元件免受潮湿影响,同时还能延长产品的使用寿命。
    X-ray image showing pacemaker with titanium housing
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    医疗电子产品

    钛金属是用于密封心脏起搏器和神经刺激器等医疗植入物中电子元件的既定标准。凭借久经考验的生物相容性和生物稳定性,拯救生命的电子设备可以免受体液的影响,并提供多年的可靠性能。
    Rocket launch pad with spacecraft prepared for takeoff
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    航空航天与国防

    在航空航天和国防领域,钛对于保护航空电子设备和控制系统是不可或缺的。它轻巧而坚固,可封装敏感的电子元件,使设备能够承受极端温度、压力和振动。钛的非磁性和耐腐蚀特性使其成为关键任务防御设备中连接器和外壳的理想选择。
    Offshore oil platform illuminated at sunset in open sea
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    石油天然气/海洋电子

    钛的耐盐水性、耐高压性和耐腐蚀性化学品,使其成为海底勘探、钻井和生产设备的理想选择。它还用于地球物理勘探、海洋导航和海水淡化系统中的传感器和通信系统。
    技术

    技术细节

    ショットは、ガラス開発、レーザー溶接、活性ろう付け、材料接着における数十年の経験を活かして、お客様に合わせたソリューションを提供します。ガラスとチタンの封止の基礎技術の確立から新しい加工技術のサポートまで、ショットは精密工学と自社の技術力を組み合わせて、堅牢で高性能な気密部品を実現しています。

    次のQ&Aでは、ショットがチタン製気密パッケージの要件を満たすために活用している主要技術とプロセスについて解説します。

    玻璃-钛密封是一项高度专业化的技术,它借鉴了先进的特种玻璃专业知识和 玻璃-金属密封 专业知识。特殊配方的玻璃能够实现钛和玻璃的可靠连接,而这些材料通常难以结合。尽管钛自然容易形成表面氧化层,但需要仔细的表面处理才能实现可靠的附着力。

    通过精确的热管理、可控的装配过程和彻底的密封后控制,我们可以制造出符合可靠性和耐用性最高标准的坚固气密密封件。SCHOTT 的先进专业知识使我们能够为要求苛刻的应用提供这些复杂的元件。

    SCHOTT 的模块化方法和内部能力为客户提供量身定制的解决方案,甚至可以满足最复杂的钛密封封装要求。从主动钎焊、激光焊接和钛镍键合,到使用 MIM 零件进行经济高效的制造,我们将材料知识和精密工程相结合,为要求苛刻的行业提供可靠、高性能的产品。

    钛密封封装的综合解决方案

    除了广泛的玻璃专业知识外,SCHOTT 还提供广泛的模块化解决方案,以应对钛密封封装的挑战,并为客户创造附加价值。这些解决方案使我们能够处理复杂的设计,集成多种功能,并在要求苛刻的应用中提供长期可靠性。

    钛密封封装通常需要复杂的设计来满足特定的应用需求。我们在结合材料和先进制造技术方面的经验使我们能够处理最复杂的要求:

    • 电气贯穿件: 我们的玻璃-钛密封技术可为贯穿件提供可靠的气密性和电气绝缘性。
    • 光学窗口: 将光学窗口集成到钛合金外壳中需要先进的工艺,例如主动钎焊和激光焊接。
    • 热管理:密封外壳中使用的材料通常表现出截然不同的热膨胀系数。SCHOTT 开发了可靠的工艺,可将常见的散热器材料(如钼)集成到钛外壳中,以优化热管理。
    • 表面改性: 表面可以进行后处理,以产生可焊接或可引线键合的条件。此外,还提供选择性工艺选项。

    作为玻璃发明者,SCHOTT 正在进行的内部玻璃开发是推进钛气密封装的“秘诀”。我们制造和改进专门设计用于与钛直接粘合的玻璃。我们能够控制从材料创新到最终生产的整个开发过程,提供卓越的质量和性能,使我们能够开发全新的玻璃配方,以满足独特的客户或应用特定要求。这使 SCHOTT 在为要求苛刻的应用提供尖端解决方案方面具有独特的优势。

    1. 用于医疗应用中钛封装的先进高压灭菌玻璃
      传统上,CaBaL12 玻璃因其既定的兼容性而与钛医疗设备一起使用。然而,这种玻璃在长时间使用后具有有限的耐水解性,特别是在反复的高压灭菌循环下。为了应对这一挑战,SCHOTT 开发了先进的可高压灭菌玻璃,可直接与钛粘合,提供耐用性、增强的耐水解性和可靠的长期性能。

    2. 用于钛包装的植入式玻璃,具有久经考验的生物相容性
      使用用于植入式设备的钛密封玻璃,可以减少气密密封的组件数量,从而实现更小的尺寸和高度定制的设计。 

    3. 用于高压、高温 (HPHT) 应用中密封钛部件的高性能密封玻璃
      SCHOTT 密封玻璃专为极端 (HPHT) 环境而设计,可直接与钛粘合,形成坚固的气密密封。这些玻璃可承受高温和剧烈振动,例如满足石油和天然气应用的严格要求。钛封装与 SCHOTT 的专业玻璃专业知识相结合,可确保组件质量卓越且始终如一。

    SCHOTT 拥有内部激光焊接专业知识,能够设计和制造具有最小热影响区的精确气密密封件,同时保持材料性能并满足严格的公差要求。对于钛合金封装,我们可以加工小部件,并将它们集成到更大的钛合金外壳中。示例包括:

    • 连接器和端口: 这些组件可以单独加工、电镀和密封焊接到外壳中,以创建复杂的多功能封装。
    • 可焊接涂层: 可焊接表面可以集成到需要的地方,从而能够在客户系统中轻松组装其他组件。
    • 耐腐蚀焊缝: 焊接区域在焊接后恢复被动表面,提供长期防腐蚀保护。

    主动钎焊是SCHOTT的核心能力,使我们能够为医疗、航空航天和能源等行业的苛刻应用提供高性能的密封解决方案。下面是两个示例:

    • 蓝宝石与钛金属的粘接: 蓝宝石是光学窗口的首选材料,如果没有适当的金属化处理,就无法使用标准焊料进行粘合。SCHOTT 使用专门的主动钎焊工艺和含钛钎焊将蓝宝石圆盘直接粘合到钛框架上,无需额外的金属化处理。
    • 钼和钛一体化: 主动钎焊可实现钼和钛的牢固连接,支持复杂的热管理解决方案和高机械稳定性。

    许多客户没有意识到,假设始终存在一些孔隙率,金属注射成型部件可以是气密的。SCHOTT已经证明,MIM可以同时提供气密性和成本效益:

    • 气密性: MIM 组件的设计和制造可以满足严格的气密性标准,使其适用于关键应用。
    • 成本效益: 特别是对于更高的产量,MIM零件比传统的铣削钛外壳更具成本效益,使其成为大规模应用的理想选择。
    产品和专业知识

    产品


    探索 SCHOTT 采用玻璃-钛密封技术的定制设计产品。以下图片展示了为各个苛刻应用设计开发的产品。要深入了解这个创新技术,请访问相应的产品页面。

    关于SCHOTT


    作为玻璃-金属密封 领域的领导者和首选的气密封装供应商,SCHOTT 通过先进的玻璃材料科学和金属工程专业知识,成功开发和制造出玻璃钛金属密封件。

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    无论您需要更多信息还是关于某个项目的咨询,我们将竭诚为您服务。

    Dr. Eveline Rudigier-Voigt

    Dr. Eveline Rudigier-Voigt

    Head of Development and Technology Center

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