4J49 的预氧化膜厚：玻封件漏气的源头

4J49 是铁镍铬系玻封合金，镍 46.0%~48.0%、铬 5.00%~6.00%、碳不超过 0.05%、锰不超过 0.40%、硅不超过 0.30%、硼不超过 0.02%，余量铁，熔化温度约 1430℃。膨胀系数的检验制度是 1100℃±20℃ 保温 15 分钟，以不大于 5℃/min 冷至 200℃ 以下。

铬 5%~6% 的双重作用

铬在这支合金里做两件事：一是适度抬高膨胀系数，铬增强原子间结合，把膨胀曲线往上抬，让它与软玻璃匹配；二是氧化处理后生成致密、与基体结合牢固的氧化膜，这层膜能被玻璃润湿，是封接界面形成化学键的基础。铬偏低，膜不连续；铬偏高，膨胀系数过头。

膜厚 0.5~2 μm 的窗口

预氧化膜的厚度决定封接的成败：膜太薄，玻璃不浸润，界面有气泡与未封合区；膜太厚，膜在封接应力下剥落，同样形成气泡，而且厚膜的成分与基体差别大，热膨胀不匹配。膜厚靠预氧化的温度、时间与气氛控制，湿氢或空气，800~900℃，时间按件厚给。

1100℃ 十五分钟的检验制度

膨胀系数的检验试样在氢气气氛中加热到 1100℃±20℃，保温 15 分钟，以不大于 5℃/min 冷至 200℃ 以下出炉。温度比同族的 4J42 高 200℃，时间却只有 15 分钟，原因是这支合金含铬，再结晶温度高，需要更高温度才能完成组织均匀化；时间长了，晶粒粗化，曲线漂。

微量铝与铈的许可

资料允许合金中含有一定量的铝与铈，目的是改善玻璃的浸润与封接强度。这与 4J47 不同：4J47 对铝设上限，因为它的用途里有焊管，氧化膜既是封接的基础又是焊接的障碍。4J49 主要用于玻封，铝与铈的加入对浸润有利，上限因此放宽。

封接界面的本质

封接件的热循环

封接件在温度循环中，金属与玻璃的膨胀差造成界面应力反复变化，循环若干次后出现微裂纹，漏率上升。热循环试验按 −55℃ 到 125℃ 做 100 次，每次保温 30 分钟，转换时间不超过 5 分钟，试验后做氦检漏与外观检查。漏率超过 1×10⁻⁹ Pa·m³/s 判不合格。

丝材与管材的形态

4J49 的交货形态包括丝、管、板、带、棒：引线用丝材，外壳与管壳用带材与管材，结构件用棒材。不同形态对晶粒度、表面质量与尺寸公差的要求不同，丝材要求表面无划伤，带材要求板形好，管材要求壁厚均匀。订货时按零件形态分别写技术条件。

标准与验收

牌号按 GB/T 15018 的膨胀合金序列归口，尺寸与外形按 GB/T 14985，膨胀系数按 GB/T 4339 与 ASTM E228。化学成分按标准核对镍、铬、碳、锰、硅、硼，力学按 GB/T 228.1，封接件按技术条件做氦检漏，漏率与温度循环的记录随件归档。带材的表面粗糙度按 Ra 0.8 控制，划伤深度不超过 0.02 mm。

封接界面的结合不是简单的机械咬合，而是金属表面的氧化物与玻璃中的氧化物在高温下互相溶解，形成过渡层。过渡层的厚度与成分决定结合强度与气密性：太薄，结合弱；太厚，过渡层的膨胀系数与两侧差别大，冷却时开裂。过渡层的形成靠温度与时间，封接曲线的保温段就是为它设计的。保温不足，过渡层薄，结合弱；保温过长，过渡层厚，冷却时开裂。