氧化铜与氧化亚铜.docx

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氧化铜与氧化亚铜

用吉布斯函数算一下，你会发现高温时氧化亚铜的稳定性是高于氧化铜的！

！

因此与氧气的量根本无关。

在任何条件下，只要温度够高就不会有氧化铜。

高温处理铜时，氧气不足而铜过量，导致生成氧化亚铜

氧化亚铜稳定！

！

从结构看，铜原子价电子结构是3d104S1当铜原子失去一个电子时，最外层变为全充满状态。

说明一价铜稳定！

从实验看，在加强热时，黑色氧化铜可分解为红色氧化亚铜和氧气！

也说明一价铜稳定！

常温条件,CuO比Cu2O稳定;而高温条件下,反之

对氧化铜加热能否得到氧化亚铜？

可以，但需要高温。

因为高温下氧化亚铜比氧化铜稳定。

加热改待测物,质量有增加,表示有O2与Cu2O反应生成CuO

1氧化铜加热到多少度的时候会变成氧化亚铜?

21800度的氧化亚铜是沸腾还是失1个氧原子？

1200

2失1个氧原子

氧化亚铜有什么性质?

不溶于水，溶液显蓝色

高温时氧化亚铜的稳定性是高于氧化铜

氧化亚铜只能与强氧化性酸反应,他能被进一步被氧化得到+2价的铜.

这两种物质都不溶于水，含有+2价铜离子的溶液显蓝色，+1价铜离子在酸性溶液中不稳定

氧化铜是不溶于强氧化性酸的,因为他不能再被氧化了（+2价已经是铜的最高价态了）

但氧化亚铜是可以和强氧化性酸反应的,他能被进一步被氧化得到+2价的铜.

氧化亚铜在热水中迅速水解为红色,生成氧化铜水合物,与强酸缓慢反应,能吸收CO而生成复合物。

氧化亚铜—红色不溶于水的碱性氧化物,在酸性溶液中,发生歧化反应.是"—CHO"和Cu（OH）2反应还原产物

最近想做个实验，把氧化铜加热，使他分解。

但不知CuO的分解温度是多少，所以来问一下，以便知道究竟用不用酒精喷灯

温度达到100-120℃

用什么办法区分微量的纯铜和氧化亚铜？

投入AgNO3溶液，氧化亚铜无变化，Cu表面有银白色物质生成。

Cu+2AgNO3=Cu（NO3）2+2Ag

氧化亚铜可以和稀酸反应吗？

悬赏分：

0-解决时间：

2007-1-2707:

19

也就是说，在常温下，能不能用稀酸溶解或者分解氧化亚铜？

提问者：

calvancouver-同进士出身六级

最佳答案

氧化亚铜z只能与强氧化性酸反应，而稀酸不具备强氧化性

氧化亚铜能够与稀硝酸反应吗？

悬赏分：

10-解决时间：

2007-7-412:

10

反应生成什么？

提问者：

月影至爱-魔法学徒一级

最佳答案

其实就是湿法冶金中Cu2O的浸出反应

今天我刚给人上课讲到这个反应

3Cu2O+14HNO3=6Cu（NO3）2+2NO+7H2O

这个反应是对的

但如果是硫酸，则：

Cu2O+H2SO4=Cu+CuSO4+H2O

只能生成部分的Cu2+离子，本质上是岐化反应

回答者：

flowchen-助理二级6-2110:

58

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硝酸铜和水

回答者：

爱影娴-初入江湖二级6-2110:

49

能啊

硝酸铜水二氧化氮

回答者：

qq3588577-秀才三级6-2110:

52

能，因为稀硝酸具有较强的氧化性，而氧化亚铜中亚铜离子因为不是最高价态而具有一定的还原性，所以它们之间可以发生氧化还原反应。

3Cu2O+14HNO3====6Cu（NO3）2+2NO+7H2O

回答者：

紫涩星晴-秀才二级6-2110:

54

能啊

生成硝酸铜、水、一氧化氮。

回答者：

tlhkg-举人四级6-2110:

57

应该可以，生成硝酸铜,水,NO

因为硝酸不管浓稀都是强氧化剂

可将还原剂氧化成最高价态

氧化铜怎么到氧化亚铜

悬赏分：

5-解决时间：

2007-7-2804:

36

对氧化铜加热能否得到氧化亚铜

提问者：

II堕落的天使II-试用期一级

最佳答案

可以，但需要高温。

因为高温下氧化亚铜比氧化铜稳定。

回答者：

liulinlaoxiu-见习魔法师二级7-2621:

40

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谢谢了

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高温至1000摄氏度以上

回答者：

↑boyle-见习魔法师三级7-2622:

12

高温煅烧

封接合金

sealingalloys

　　平均热膨胀系数为（4～10）×10-6℃-1的膨胀合金，又称定膨胀合金；主要用作电真空器件中与玻璃或陶瓷封接的材料（图1）。

19世纪初，已开始用铂作为封接材料与软玻璃封接。

1879年，爱迪生（T.Edison）发明的白炽灯泡以及早期的电子管和X射线管通过玻璃的引出线都用铂丝。

在1896年法国吉尧姆（C.E.Guillaume）制成因瓦（Invar）合金（36Ni-Fe）以后,又派生出了代替铂的46Ni-Fe封接合金，这是最早的封接合金。

后来进一步改进这种合金,在表面覆一层薄铜,这种覆铜的42Ni-Fe丝（俗称杜美丝，DumetWire）用作非匹配软玻璃封接引出线一直使用到70年代。

随着电真空技术的发展，出现了熔点高、热稳定性好、热膨胀系数更低的硬玻璃。

初期采用钼或钨与硬玻璃封接。

20世纪30年代出现了与硬玻璃封接的称为可伐（Kovar）的Fe-Ni-Co合金;此外,还出现了与软玻璃封接的Fe-Ni-Cr系、Fe-Cr系、Fe-Ni-Cu系等封接合金。

　　第二次世界大战后，随着超高频、大功率电真空器件的发展，出现了与氧化铝、氧化铍等陶瓷封接的合金。

对膨胀合金提出兼具高导热、高导电、无磁性等物理性能的要求。

为此采用了复合膨胀合金（如覆铜的可伐合金带材和丝材）、含难熔金属的封接合金（如Ni-Mo、Ni-Mo-W系等），但用量都不大。

　　在一定的温度范围内，金属与玻璃的热膨胀系数相一致的封接称为匹配封接。

两者的热膨胀系数相差较大的封接称为非匹配封接。

一般采用匹配封接，以保证密封质量。

附表列出了一些常用封接合金的牌号、成分、平均热膨胀系数和用途。

图2和3分别示出合金、玻璃和陶瓷的膨胀曲线。

  金属与玻璃封接是靠金属表面所形成的一层致密的氧化膜与加热后的玻璃通过扩散熔融而完成结合的。

金属与陶瓷不能直接熔融粘合，而是在陶瓷封接面金属化后用焊料来连接。

在封接和使用的整个过程中，封接合金不应发生能引起膨胀特性有明显变化的相变。

　　封接合金的熔点需高于玻璃熔封和陶瓷封焊的温度，应能与无氧铜等金属钎焊或熔焊，并具有良好的加工性，以便制成丝材、带材、管材和冲压成各种形状的复杂零件。

玻璃封接

2007-05-2517:

08

玻璃封接条件：

         玻璃或微晶玻璃和金属是两种性质根本不同的材料，若要将它们紧密地结合在一起，有许多基本要求。

因而对于一种选定的金属，不是任意一种玻璃都可以用的上，必须满足一定的条件。

其中最基本的条件是：

1.1膨胀系数要十份接近

确切地说，玻璃和金属应从室温到低于玻璃退火上限的温度范围内，它们的膨胀曲线尽可能一致，这样就容易制得无应力的封接体，如果两者的膨胀速率和收缩速率不一样，则在封接体中无论玻璃或金属都能产生应力，当应力超过玻璃极限时，封接处即行开裂，导致元件漏气和失效。

即使在短时间内没有开裂，但时间一长，玻璃体受不了应力的作用，也会逐渐产生微裂纹，这就是人们常说的慢性漏气。

尤其当电子器件受到震动和碰撞时，微裂纹会迅速蔓延和扩展，导致封接件损坏。

当然，要使两种材料的膨胀系数曲线完全一致是不可能的，因为金属的膨胀系数在没有物象变化的情况下几乎是个常数，而玻璃的膨胀系数在超过退火温度后会急剧上升，当温度超过软化点后，玻璃因处于粘滞状态，故应力会自动消失而使膨胀系数显得无关紧要，如果玻璃和金属的膨胀系数在整个温度范围内其差值不超过±10%，应力便可控制在安全范围内，玻璃就不会炸裂。

1.2必须使玻璃能润湿金属表面（即玻璃在金属表面能充分展开）

润湿性反应了两种物质之间的结合能力，从热力学角度而论，液体在固体表面上的流度由固体和液体表面张力和固液间张力决定，达到平衡状态时：

由上式可以看出，润湿角越小，则润湿性能越好。

要使玻璃-金属封接前有很好润湿性能，金属的处理就显得尤为重要。

而金属材料的处理包括两部分：

清洁处理和热处理。

1.2.1金属的清洁处理：

金属材料在与玻璃封接前先要进行清洁处理，以除去金属表面的油脂、污物。

一般清洁处理按下列步骤进行：

机械净化—去油—化学清洗（电化学清洗）--烘干

1玻璃与金属的封接机理

从金属外壳的外形、几何尺寸、引线（脚）数以及引出形式，其中零件可谓五花八门、成千上万种，但按其封接应力（熔封型式）而言，主要是匹配封接和失配封接，究其封接机理将涉及到二个方面的问题：

1．1玻璃与金属的润湿（浸润）问题

1．1．1润湿问题

这里所谓的润湿问题则是指玻璃与金属的结合力问题，要想达到玻璃与金属的良好密封，就必须使两者有良好的润湿性。

玻璃与金属的润湿同液体对固体表面润湿的道理-样，即如水滴与物体接触时常出现的两种状况一种是水滴在荷叶上呈圆球形，其润湿角θ接近180℃（见图1）这种润湿显然是不好的；另一种是水滴落在木板上呈扁平形，其θ角近似于0°（见图2），这便是很好的润湿。

1．1．2氧化物结合学说

这种学说认为：

玻璃是由多种氧化物所组成，在封接过程中，金属表面的氧化物能熔人玻璃内，从而成为玻璃成分的一部分，由此获得良好地密封。

但该学说未能对高价氧化物能存在于玻璃成分中，并不能与玻璃做到很好的封接作出解释，而电力结合学说则从金属氧化物属于离键晶体结构的观点出发对其作了相应的解释。

1．1．3电力结合学说

这种学说认为：

金属表面形成低价氧化物时，金属内层价电子并不参加化合作用，而形成高价氧化物时，金属内层价电子将参加化合作用。

因此，金属氧化物的离子半径大小是随金属化合价的高低而不同。

在高价氧化物时，由于金属离子半径小，被氧离子紧密包围，使金属离子不能与玻璃中的正负离子很好地结合。

当形成低价氧化物时，由于金属离子和周围的氧离子之间形成较大空隙，其电力线可以延伸出来，与玻璃中的正负离子获得最大的结合力和最小的排斥力，从而得到满意的封接（见图3）。

a．润湿角与金属化合价间关系曲线；

b.金属表面形成高价氧化物时与玻璃的电力线结合关系图；

c.金属表面形成低价氧化物时与玻璃的电力线结合关系图；

d．金属表面没有被氧化时与玻璃电力线结合关系曲线。

由以上的分析告诉我们，在金属表面形成低价氧化层才能获得玻璃与金属的良好润湿效果。

1．2膨胀系数问题

这里所谓的膨胀系数问题则是指在熔封过程中[主要是室温至应变点（Tg）温度范围内]玻璃与金属的膨胀系数应尽可能达到一致，原则上两者膨胀系数之差"Δα"应不大于10％，这时，便可获得最小的封接应力（既无害应力），从而获得良好的密封效果。

鉴于玻璃能承受较大的压应力，因此，在设计外壳和选择材料时，往往希望外层金属的膨胀系数略高于中间玻璃，中间玻璃的膨胀系数略高于中心金属（引出线、管）即遵循α外金≥α中玻≥α内金的原则。

在匹配封接中，常用的封接材料是4J29柯伐合金与钼组玻璃相封接GBn97中规定4J29合金的平均线膨胀（20℃~400℃）α:

4.6~5．2×10-6℃／；SJ／T10587中规定DM-305的α：

48~50×10-7／℃；规定DM-308的α：

47-49×10-7／℃；有资料报导：

当封接温度为970

℃时，DM-305的润湿角为150，DM-308的润湿角为300。

（从玻璃强度耐热度及TK-100点来看，DM-308玻璃略优于DM-305玻璃）。

由以上的介绍告诉我们，选择。

系数的一般原则及匹配封接可获得无有害应力的高强度封接，有助于获取良好的气密封接。

在失配封接中，对于α系数的选择原则是α外金α中玻<α内金，应用的是压缩封接原理即保证外部金属对中间玻璃产生较大的径向压应力（足以抵消内金属对中间玻璃所产生的径向拉应力），最终保证（极易产生漏气部位）内金属与中间玻璃的封接处达到玻璃受到三向压应力，从而提高气密性。

笔者在《半导体技术》1990年1期发表了《压缩封接及其应

力计算公式简介》一文，故不对失配封接赘述。

2与气密性相关的因素及注意事项

封接机理必须指导工艺，因此优选工艺、严格控制工艺（包括原材料的控制）才能使封接件获得良好的润湿和最小的封接应力，从而保证其良好的气密性。

2．1原材料必须严格检查控制

2．1．1原材料必须符合标准规范的规定

①有资料表明，在某批玻璃中的某种氧化物含量超出1．4％，结果封接温度提高了100℃，封接质量依旧不好，因此严格材料的检查及批使用前的小样工艺试验是必要的；

②原材料的杂质含量必须严格控制，有资料表明，4J29柯伐合金中钛含量达到0．1％时，既使合金中碳量在0．01％，封接时亦会产生有害的封接（密集串状）气泡。

2．1．2金属的表面状态应加以控制

用于电子封接的金属材料其表面质量必须控制。

①表面状态必须良好，不应有划痕、拉伤等缺陷；

②表面粗糙度应有相应规定。

表面状态不好将影响玻璃与金属的润湿效果，并会导致产品气密性下降。

2．2优化工艺、严格工艺

2．2．1金属的烧氧退火

①为了消除封接时在柯伐与玻璃界面处产生有害（密集串状）气泡，应在高温、湿氢中对金属零件进行去气、脱碳；

②有资料介绍，经1100℃×15~30min的处理后，金属中含碳量可降至0．01％，封接时极少出现气泡；

③为了达到良好的脱碳、去气作用，烧氢退火温度必须高于封接温度30℃~50℃；

④柯伐合金在1050℃时，晶粒度会发生急骤长大，在以后的钎焊、电镀过程中不仅会降低引线强度，亦会导致慢性漏气（晶粒度不宜低于5级）；

⑤推荐烧氢退火规范1000℃~1050℃×20min（可根据金属件的几何尺寸、形状及模具结构对温度作适当调整）。

注：

a．热处理后的金属件应妥善保存，且不应久放。

b．新的石墨模具亦可采用退火规范上限温度在N2或H2中进行。

2．2．2金属的预氧化

封接时往往采用中性气氛N2或微还原气氛N2+H2（微量），为了达到玻璃与金属的良好润湿，对金属必须进行预氧化处理。

①金属氧化物必须均匀致密；

②氧化层必须与金属紧密粘附；

③氧化层厚度应加以控制；

氧化层不宜过厚，亦不能过薄，否则均可能导致漏气。

a．当氧化层太厚时，封接时氧化层不能完全渗入玻璃中，由此氧化层会形成多孔路径（漏气源），同样，过厚的氧化层易从柯伐基体上剥落，致使氧化层与底金属分离，因此达不到润湿密封作用。

b．当氧化层过薄时，玻璃与柯伐封接时不可能有良好的润湿，不仅封接强度差，亦将会在外力作用下，产生引线与玻璃封接处漏气。

c．有资料介绍，柯伐合金最适当的氧化层厚度是200~800nm（测厚法）或0．03mg~0．07mg／cm2（称重法）。

生产中多以氧化层的颜色判断，如规定为兰色斗兰黑色（微还原或中性气氛是前提条件）。

④推荐预氧化规范：

800℃×10min（空气或湿N2中）。

2．2．3封接温度

封接温度、时间、气氛俗称封接中的三要素，三者相辅相成，绝不可孤立对待。

一般对封接气氛采用中性氮气，亦有采用N2+H2（微量）的微还原气氛（笔者认为，若有4个9干燥N：

气氛为宜）。

在固定气氛前提下，温度与时间对封接而言，温度又是主导方面。

温度高点，时间可短点；温度低点，时间则可长点；可根据产品结构，装配方式、几何尺寸而定，总之，要保证获得符合要求的良好封接外观。

但温度的高低亦是有限度的，一般以无封接外观废品为准，例如：

①温度过低，玻璃的粘度大，则流动性差，往往会产生漏洞、鼓坯、不平、不光滑的外观（当封接外形达到要求时则就不属温度偏低了），同时亦会因温度低、润湿性差而产生封接强度低，可能导致产品漏气；

②温度过高，玻璃的流动性好，易产生流玻（扑玻）、玻点（珠）同时亦会因温度过高使玻璃、金属中释放出气体，而产生封接（串状）气泡，导致封接强度差，封接件漏气；

③推荐封接温度范围：

970℃~1020℃，对于掺Cr203或进行某种改性的钼组玻璃，亦可对温度作以适当调整；

④封接后封接界面亦应有颜色控制，有报导要求呈灰色，如若呈银白色则为氧化不足，如呈黑色则为氧化过重（多为封接时间过长或返烧产品L可采取解剖法观察玻璃与金属的粘附情况。

2．2．4电镀

①功率型、大腔体外壳仅适于挂镀；

②底板镀层硬度、厚度不宜过大，否则会影响封盖质量；

③底板镀层金属尽可能熔点低一些，过高会影响封盖质量，对底座的引线局部镀金应加以研究。

3对分析漏气的几点思路

应针对外壳漏气的失效模式、不同情况作不同的分析，粗略提出几点分析：

3．1．1多品种普遍产生漏气

①应检查原材料的使用及原材料的质量；

②查工艺规范，重点工序（熔封）是否发生了变化。

3．1．2单一品种较大比例漏气

①若未经鉴定的新产品则应查结构设计及工艺的合理性；

②加工零件的一致性如何。

（预氧化、玻坯、金属件尺寸及装配效果、零件外观质量）。

3．1．3环境试验后漏气

①工艺不合理，内应力大；

②玻璃强度不好；

③玻璃热稳定性差。

3．1．4封盖后漏气

①底座封接质量不好；

②座、盖配合尺寸不好；

③座、盖硬度大；

④座镀层过厚、熔点偏高；

⑤封盖模具问题（结构尺寸及粗糙度）；

⑥封盖规范控制不合理。

对于严重漏气问题，一则应根据不同失效模式，有针对性地查找原因，做相应工艺试验，同时亦应借助科学的手段对失效样品进行解剖分析：

如金相法检查金属晶粒度、氧化层的厚度；用电子衍射测定氧化层的组织成分；用探针记录玻璃与金属的熔封界面状况等，将有助于原因的分析。

4结束语

气密性技术的研究需要不断积累实践经验的同时亦应注重提高理论分析能力，达到二者的结合（除技术问题之外、加强生产管理及质量监督控制亦是非常重要的一个方面）。

随着器件发展的需要，对外壳气密性要求亦在提高，对于空间工程要?

quot;漏率"在10-3Pa*cm2／s，而在海缆工程中则提出10-5Pa·cm3／s的要求，尤其是功率器件的发展，提出长寿命、高可靠、高精度的要求。

显然，传统封接存在有如下的不足：

①玻璃的机械强度较差，易产生漏气或慢漏气；

②常用金属材料电阻系数偏大，因而导致引线压降偏大，影响输出功率；

③常用金属材料热传导系数偏小，导热性差，将会降低功耗；

④常用的金属居里点温度偏低，钼组玻璃的应变点温度偏低，将会使后封装工序中的加工温度受到限制。