НОВАЯ КОНЦЕПЦИЯ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОЙ ПАЙКИ

1. Механическая смесь частиц порошков, содержащая по меньшей мере один источник бора и по меньшей мере один источник кремния, при этом частицы имеют средний размер частиц менее чем 250 мкм, и каждая частица является либо источником кремния, либо источником бора, и при этом:
механическая смесь содержит бор и кремний в массовом соотношении бора к кремнию в диапазоне от примерно 5:100 до примерно 1:1;
кремний и бор присутствуют в механической смеси в концентрации по меньшей мере 25 мас.%, и при этом
упомянутый по меньшей мере один источник бора и упомянутый по меньшей мере один источник кремния являются бескислородными за исключением неизбежных количеств загрязняющего кислорода, и при этом данное неизбежное количество загрязняющего кислорода составляет менее чем 10 мас.%.
2. Смесь по п. 1, в которой по меньшей мере один источник кремния выбран из группы, состоящей из элементарного кремния, сплава, содержащего кремний, и соединения, содержащего кремний.
3. Смесь по п. 1, в которой по меньшей мере один источник бора выбран из группы, состоящей из элементарного бора, сплава, содержащего бор, и соединения, содержащего бор.
4. Смесь по п. 1, в которой источник бора отличается от источника кремния.
5. Смесь по п. 1, в которой источник бора выбран из элементарного бора, карбидов бора, боридов никеля и боридов кремния, а источник кремния выбран из элементарного кремния, ферросилиция, силицидов железа, карбидов кремния и боридов кремния.
6. Смесь по п. 1, в которой упомянутый по меньшей мере один источник бора и упомянутый по меньшей мере один источник кремния являются бескислородными за исключением неизбежных количеств загрязняющего кислорода.
7. Композиция, содержащая смесь по любому из пп. 1-6.
8. Композиция по п. 7, причем композиция дополнительно содержит порошки основного материала, при этом основной материал присутствует в количестве менее чем 75 мас.% в расчете на общую массу кремния, бора и основного материала.
9. Композиция по п. 7, причем композиция дополнительно содержит порошки тугоплавкого припоя.
10. Композиция по п. 7, причем композиция дополнительно содержит по меньшей мере одно связующее, выбранное из растворителей, воды, масел, гелей, лаков, олифы, полимеров, воска или их комбинаций, предпочтительно упомянутое по меньшей мере одно связующее выбрано из сложных полиэфиров, полиэтиленов, полипропиленов, акриловых полимеров, (мет)акриловых полимеров, поливиниловых спиртов, поливинилацетатов, полистиролов, восков или их комбинаций.
11. Композиция по п. 7, при этом смесь диспергирована в упомянутом по меньшей мере одном связующем.
12. Композиция по п. 7, при этом композиция является краской, или композиция является пастой, или композиция является дисперсией.
13. Изделие, содержащее композицию по любому из пп. 7-12 и подложку, при этом упомянутая подложка является основным материалом, который имеет температуру солидуса выше 1100°C, и при этом по меньшей мере часть поверхности данной подложки имеет нанесенный слой упомянутой композиции.
2
14. Изделие по п. 13, в котором среднее общее количество кремния и бора в нанесенном слое составляет менее чем 1 мг/мм.
15. Изделие по п. 13, в котором основной материал выбран из группы, состоящей из сплавов на основе железа, сплавов на основе никеля, сплавов на основе хрома, сплавов на основе кобальта и сплавов на основе меди, имеющих температуру плавления по меньшей мере 1100°C.
16. Изделие по п. 13, в котором основной материал содержит от примерно 15 до примерно 22 мас.% хрома, от примерно 8 до примерно 22 мас.% никеля, от примерно 0 до примерно 3 мас.% марганца, от примерно 0 до примерно 1,5 мас.% кремния, от примерно 0 до примерно 8 мас.% молибдена, а остальное - железо.
17. Изделие по п. 13, в котором основной материал содержит по меньшей мере 80 мас.% Ni.
18. Изделие по п. 13, в котором основной материал содержит более чем 50 мас.% Fe, менее чем 13 мас.% Cr, менее чем 1 мас.% Mo, менее чем 1 мас.% Ni и менее чем 3 мас.% Mn.
19. Изделие по п. 13, в котором основной материал содержит более чем 10 мас.% Cr и более чем 60 мас.% Ni.
20. Изделие по п. 13, в котором основной материал содержит более чем 15 мас.% Cr, более чем 10 мас.% Mo и более чем 50 мас.% Ni.
21. Изделие по п. 13, в котором основной материал содержит более чем 10 мас.% Fe, от 0,1 до 30 мас.% Mo, от 0,1 до 30 мас.% Ni и более чем 50 мас.% Co.
22. Изделие по п. 13, при этом изделие является рулонами, пластинами, деталями, листами.
23. Изделие по п. 13, при этом изделие, покрытое слоем тугоплавкого припоя, получено нагревом упомянутого нанесенного слоя композиции и подложки, и за счет этого композиция сплавляется с элементами подложки, и при этом полученный слой тугоплавкого припоя имеет температуру плавления ниже, чем температура плавления основного материала.
24. Способ обеспечения изделия, имеющего по меньшей мере одно паяное соединение между областями соприкосновения между подложками, при этом упомянутый способ содержит следующие этапы:
нанесение по меньшей мере одного источника кремния и по меньшей мере одного источника бора на по меньшей мере одну подложку;
сборка упомянутой по меньшей мере одной подложки с по меньшей мере одной дополнительной подложкой, при этом упомянутая по меньшей мере одна дополнительная подложка такая, что по меньшей мере один источник кремния и по меньшей мере один источник бора присутствуют между областями соприкосновения подложек;
нагрев собранных подложек до температуры высокотемпературной пайки ниже 1250°C в печи в вакууме, в инертном газе, в восстановительной атмосфере или в их комбинациях; и
охлаждение собранных подложек для получения изделия, имеющего по меньшей мере одно паяное соединение между областями соприкосновения подложек.
25. Способ по п. 24, при этом по меньшей мере один источник кремния наносят в виде одного слоя на подложку, а по меньшей мере один источник бора наносят в виде другого слоя на ту же самую подложку, причем предпочтительно упомянутый по меньшей мере один источник кремния наносят в виде второго слоя поверх первого слоя бора на подложке.
26. Способ по п. 24, при этом упомянутые по меньшей мере один источник кремния и по меньшей мере один источник бора находятся в той же самой смеси, а кремний и бор присутствуют в этой смеси в диапазоне от 25 до 100 мас.%, и при этом упомянутая смесь является механической смесью порошков.
27. Способ по п. 24, при этом упомянутые по меньшей мере один источник кремния и по меньшей мере один источник бора являются тем же самым источником, причем предпочтительно этим источником являются бориды кремния.
28. Способ по п. 24, при этом этап нанесения содержит нанесение композиции по любому из пп. 7-12 на по меньшей мере часть одной поверхности на по меньшей мере одной подложке.
29. Способ по п. 24, при этом этап нагрева содержит нагрев собранных подложек, получение расплавленного тугоплавкого припоя на подложке(ах) и позволение расплавленному тугоплавкому припою быть перенесенным под действием капиллярных сил в области соприкосновения между подложками.
30. Способ по п. 24, при этом этап нагрева содержит нагрев изделия до температуры по меньшей мере 900°C.
31. Способ по п. 24, при этом способ содержит дополнительный этап перед этапом нанесения, причем упомянутый дополнительный этап содержит резку или формование, или их комбинации, подложки(ек) перед этапом нанесения.
32. Способ по п. 24, при этом способ содержит дополнительный этап между этапом нанесения и этапом сборки, причем упомянутый дополнительный этап содержит резку или формование, или их комбинации, изделия с этапа нанесения перед этапом сборки.
33. Способ по п. 24, при этом способ содержит первый дополнительный этап после этапа нанесения, причем первый дополнительный этап содержит нагрев изделия с этапа нанесения до температуры, позволяющей получить слой тугоплавкого припоя на подложке, и охлаждение полученной подложки, имеющей полученный слой тугоплавкого припоя.
34. Способ по п. 33, при этом способ содержит второй дополнительный этап, причем второй дополнительный этап содержит резку или формование, или их комбинации, подложки, имеющей полученный слой тугоплавкого припоя.
35. Способ по п. 24, при этом полученное паяное изделие, имеющее по меньшей мере одно паяное соединение, выбирают из теплообменников, пластинчатых реакторов, деталей реакторов, деталей сепараторов, деталей отстойников, деталей насосов, деталей клапанов.
36. Способ изготовления изделия по любому из пп. 13-23, содержащий следующие этапы:
нанесение композиции по любому из пп. 7-12 на по меньшей мере часть по меньшей мере одной поверхности на по меньшей мере одной подложке.
37. Способ изготовления изделия, покрытого слоем тугоплавкого припоя, при этом способ содержит следующие этапы:
нанесение композиции по любому из пп. 7-12 на одну подложку;
нагрев покрытой подложки до температуры ниже, чем температура солидуса подложки, для получения слоя расплавленной фазы тугоплавкого припоя; и
охлаждение подложки, имеющей расплавленную фазу тугоплавкого припоя, для получения изделия, покрытого слоем тугоплавкого припоя, при этом температура во время нагрева ещё выше, чем температура солидуса полученного тугоплавкого припоя.
38. Паяное изделие, полученное способом по любому из пп. 24-35.
39. Применение смеси по любому из пп. 1-6 для получения слоя тугоплавкого припоя на по меньшей мере одной поверхности подложки посредством нагрева до температуры, позволяющей получить слой тугоплавкого припоя на подложке.
40. Применение композиции по любому из пп. 7-12 для высокотемпературной пайки деталей или пластин длятеплообменников, пластинчатых реакторов, деталей реакторов, деталей сепараторов, деталей отстойников, деталей насосов, деталей клапанов.
41. Применение композиции по п. 12 для высокотемпературной пайки деталей или пластин для теплообменников, пластинчатых реакторов, деталей реакторов, деталей сепараторов, деталей отстойников, деталей насосов, деталей клапанов, при этом композиция является краской.