4J33膨胀合金（百科）

4J33是什么材料？

4J33是一种定膨胀铁镍钴合金，在中国国家标准（GB/T）中的牌号。它属于玻封合金的一种。

类别：精密合金、电真空合金、定膨胀合金。

主要成分：以铁（Fe） 为基，加入镍（Ni）、钴（Co） 等元素，通过精确的成分配比来调整其热膨胀系数。

核心用途：主要用于与特定的硬玻璃（如DM-308硼硅玻璃） 进行匹配封装，以实现气密性密封。

4J33的特性

4J33之所以被用作玻封材料，是因为它具有一系列独特的物理和化学特性。

1. 核心特性：匹配的膨胀特性

这是4J33最重要的特性。在一定的温度范围内（通常是 -60°C 至 +400°C），它的平均线膨胀系数与特定的硬玻璃（如DM-308）非常接近。

好处：当合金和玻璃被加热熔封后一起冷却时，由于两者收缩的程度几乎相同，不会在界面处产生巨大的内应力，从而避免了玻璃的炸裂或密封处产生微裂纹，确保了封装的气密性和长期可靠性。

2. 优异的封接性能

其表面能形成与基体结合牢固的氧化膜，这层氧化膜能很好地被熔融的玻璃润湿，从而形成牢固的、高强度的冶金-玻璃结合体。

3. 良好的低温组织稳定性

作为铁镍钴合金，4J33在热处理后通常为面心立方的奥氏体组织。这种组织在低温下不易发生像马氏体那样的相变，因此其膨胀性能在低温环境下也能保持稳定。

4. 一定的力学性能和加工性

4J33合金具有一定的强度和韧性，可以通过冷加工（如拉拔、轧制）制成丝、带、管、棒等各种形状，以满足不同电子元件的结构需求。

5. 其他物理性能

居里温度：具有铁磁性，其居里点温度是一个重要参数，会影响其膨胀曲线。

导电性和导热性：与纯金属相比，其导电和导热性较差，但对于电真空应用来说通常是可接受的。

主要应用领域

4J33主要用于制造需要高可靠性气密封装的电真空器件和电子元件，例如：

微波器件：磁控管、行波管、速调管等的引出端。

航空航天电子：各种高可靠性继电器的外壳和引脚。

半导体器件：部分大功率晶体管、二极管的外壳封装。

激光器：二氧化碳激光器等的气密玻封部件。

新能源：氢燃料电池等领域的传感器或连接件。

与相似材料的对比

为了更好地理解4J33，可以将其与最著名的玻封合金 4J29（可伐合金，Kovar） 进行简单对比：

特性

4J33

4J29 (可伐合金)

主要匹配对象

DM-308等硬玻璃

DM-305等软玻璃、部分陶瓷

钴(Co)含量

相对较高

相对较低

膨胀系数

与DM-308玻璃匹配

与DM-305玻璃匹配

成本

因钴含量高，通常更高

相对较低

应用侧重

对硬玻璃封接有特定要求的场合

应用最广泛、最经典的玻封合金

总结

4J33是一种专为与特定硬玻璃（如DM-308）匹配封接而设计的铁镍钴合金。其最核心的特性是在宽温区内具有与玻璃高度一致的热膨胀系数，从而能实现牢固、可靠、气密的高质量封装。 它在高端电真空技术、航空航天和军事电子等领域是不可或缺的关键材料。