Rôle du monoxyde de fer sur la mouillabilité du kovar par le verre

Laboratoire de matériaux céramiques et traitements de surface (LMCTS URA 320), équipe Céramiques nouvelles, 123, av Albert-Thomas, 87060 Limoges Cedex, France.

Résumé

Les procédés d’obtention des jonctions verre/kovar (ou dilver P1) utilisés fréquemment dans l’industrie, incluent une préoxydation de l’alliage qui le recouvre d’une pellicule essentiellement constituée d’oxyde de fer. A la température d’établissement de la jonction (vers 900°C pour les verres borosilicatés souvent utilisés), il s’agit de monoxyde de fer qui réagit avec le verre pour former tout d’abord une phase de type fayalite Fe₂SiO₄. Cette phase se dissout ensuite dans le verre, modifiant ainsi sa composition et le rendant plus fluide et plus mouillant. L’influence favorable du monoxyde de fer est sensible dans une plage large allant jusqu’à 40% (pds) maximum de FeO, mais de faibles teneurs suffisent à améliorer considérablement la mouillabilité. On justifie ainsi l’importance accordée industriellement à la préoxydation du kovar dans les technologies verrières.

Abstract

The processes of glass-kovar junctions, frequently used in industry, include a pre-oxidation of the alloy, so covering the alloy of a thin layer mainly constitued of iron oxide. At the junction temperature (about 900°C for borosilicate glasses) the superficial layer is composed of iron monoxide FeO which reacts with glass to make, first, a Fe₂SiO₄ type phase. Then this phase is dissolved by the glass whose composition is so modified, making it more fluid and more wetting. The favourable effect of iron monoxide dissolution is maintained in a large range of FeO content, till 40 wt%, but even a low content is sufficient to strongly improve wetting. This is a good justification for the great attention paid to the pre-oxidation of kovar in the glass-making.