1J31铁镍合金（百科）

1J31是什么材料？

1J31 是中国国家标准（GB/T 15018-1994）中的一种定膨胀玻封合金，通常也被称为可伐合金。

类别：它是一种铁-镍-钴基的软磁合金。

核心用途：它的主要设计目的是为了与硬质玻璃（如DM-305、DM-308等）进行匹配封装。

名称由来：“玻封”指的是用于玻璃封装；“定膨胀”是指在一定的温度范围内，其热膨胀系数与封接的玻璃非常接近。

“可伐合金” 是一个通用名称，对应的国际牌号包括：

美国：ASTM F-15, Alloy 4J29

欧洲：Dilver P, Vacon 12

日本：JIS C-15

所以，当您看到 4J29 时，基本上可以认为它与 1J31 是同类材料，只是国家标准不同。

1J31的主要特性

1J31的特性可以概括为以下几个方面：

1. 关键特性：匹配的热膨胀系数

这是1J31最核心、最重要的特性。

在 20°C ~ 450°C 的温度范围内，1J31的平均线膨胀系数与特定的硬质玻璃（如硼硅玻璃）非常接近。

为什么这一点至关重要？ 在电子元器件的封装过程中，金属引线和玻璃绝缘子需要被加热到高温熔融状态进行密封。如果金属和玻璃的热膨胀系数差异过大，冷却后会在接口处产生巨大的内应力，导致玻璃开裂或密封不严，使器件失效。1J31与玻璃同步膨胀和收缩，确保了封装的气密性和长期可靠性。

2. 优良的气密性

由于能与玻璃形成牢固的、无应力的熔封，1J31能提供极好的气密性，有效防止外界水汽、氧气等进入元器件内部，保护核心的敏感元件（如芯片、精密电阻等）。

3. 良好的导电性

作为金属，它具有良好的导电性，可以作为电流的引线。

4. 一定的机械强度和加工性

1J31可以通过冲压、车削等工艺加工成各种复杂的形状，如引线、管壳、底座等，并具备足够的机械强度来支撑和固定内部结构。

5. 软磁性能（在一定条件下）

虽然作为玻封合金是其首要功能，但1J31也具有一定的软磁性能（即易于磁化和退磁）。不过，它的磁性能并非最优，如果有高频或高磁导率要求，通常会选择其他专门的软磁合金如1J50、1J79等。

化学成分（典型值，重量百分比 %）

元素

镍 (Ni)

钴 (Co)

铁 (Fe)

锰 (Mn)

硅 (Si)

碳 (C)

磷 (P)

硫 (S)

含量

28.5-29.5

19.5-20.5

余量

0.20-0.40

0.20-0.40

≤0.03

≤0.020

≤0.020

注意：钴（Co）是一种战略性的贵重元素，这也是可伐合金成本较高的主要原因之一。

主要应用领域

1J31（可伐合金）由于其独特的匹配封接特性，被广泛应用于需要高可靠性气密封装的电子和光电器件中：

半导体行业：晶体管、二极管、集成电路（IC）的管壳和引线。

电真空器件：微波管、行波管、磁控管、真空电容器的引出端子。

激光器与光电器件：大功率激光器的窗口、光电模块的封装。

航空航天与军事领域：任何对器件的长期稳定性和耐恶劣环境要求极高的场合。

科研和医疗设备：用于封装精密的传感器和探测器。

总结

1J31（可伐合金/4J29）是一种专为与硬质玻璃进行气密性匹配封接而设计的铁镍钴合金。其最核心的特性是在宽温范围内与玻璃具有高度一致的热膨胀系数，从而确保了电子封装在热循环过程中的结构完整性和长期可靠性。它是一种在高端电子、航空航天和军事领域不可或缺的关键材料。