[發明專利]一種太陽能集熱管高硅硼玻璃與可伐合金的封接方法

有效

• 申請號: 200910243911.6
• 申請日: 2009-12-25
• 公開（公告）號: CN101786805A
• 公開（公告）日: 2010-07-28
• 發明（設計）人: 陳步亮;范兵;張秀廷;薛文;劉雪蓮
• 申請（專利權）人: 北京天瑞星真空技術開發有限公司
• 主分類號: C03C27/00
• 分類號: C03C27/00;F24J2/48
• 代理公司: 北京永創新實專利事務所 11121
• 代理人: 周長琪

技術領域

本發明屬于太陽能應用領域，具體涉及一種金屬玻璃中高溫太陽能真空集熱管中高硅硼 玻璃與可伐合金的封接方法。

技術背景

目前國內，在金屬玻璃中高溫太陽能真空集熱管制造中，由于一般金屬與玻璃的熱膨脹 系數有一定差值，金屬與玻璃的封接往往不能直接封接，如要實現匹配封接則要加入一個或 一個以上的過渡段，過渡段的增加使得漏氣的可能性增大，致使整個裝置的氣密性降低；過 渡段過長使得過渡裝置占整個集熱管的比例加大，降低了集熱管的集熱效率；中間的過渡玻 璃國內的產量少，價格高，增加了集熱管的生產成本；工藝復雜，不適合大規模生產。其他 的非匹配封接技術也尚未成熟，玻璃管易炸裂，很難達到高溫工作的要求。

發明內容

本發明的目的是提供一種太陽能集熱管高硅硼玻璃與可伐合金直接封接的方法。可伐合 金與高硅硼玻璃的膨脹系數相差范圍為5％--50％；封接區加熱溫度為300℃-1200℃；封 接口長度約3mm-8mm；封接后對高硅硼玻璃與可伐合金進行退火處理，退火溫度在300℃ -600℃，時間在10-60分鐘。

該方法不用使用玻璃過渡段，節約了生產成本，增加了封接可靠性的同時也提高了太陽 能集熱管的利用率。

附圖說明

圖1為本發明的太陽能集熱管高硅硼玻璃與可伐合金連接的結構示意圖。

具體實施方式

參見圖1，高硅硼玻璃1、可伐合金2直接封接。高硅硼玻璃1與可伐合金2的膨脹系 數分別為4.8-5.2×10^-6/℃和4.7-5.5×10^-6/℃。

兩種材料直接封接方法如下：

1).先將可伐合金2進行預氧化，將可伐合金2放在火焰上邊旋轉邊加熱氧化，在700℃ --1000℃的溫度下，將可伐合金2加熱到暗紅色，此時可伐合金2的表面均勻的附著上一層 氧化物，氧化物的主要成分為氧化亞鐵。氧化層的厚度為1-2μm，面密度為0.3-0.7mg/m2 時為最佳。

2).將高硅硼玻璃管邊旋轉邊加熱到450℃-650℃，待玻璃變紅變軟后將氧化后的可伐合金 2插入到玻璃管壁中5-8mm，使熔融狀態的玻璃管均勻包覆在金屬管外壁，用石墨將其定型。

3).將高硅硼玻璃2與可伐合金2放置到退火爐中去應力，時間維持在10-60分鐘，溫度維 持在360℃-500℃。

除了上面的直接封接的兩種材料之外，還有另外兩種可以直接封接的材料：高硅硼玻璃 與可伐合金的膨脹系數分別為3.0-3.6×10^-6/℃和2.8-3.3×10^-6/℃。

兩種材料直接封接方法如下：

1).先將可伐合金2進行預氧化，將可伐合金2放在火焰上邊旋轉邊加熱氧化，在700℃ --1000℃的溫度下，將可伐合金2加熱到暗紅色，此時可伐合金2的表面均勻的附著上一層 氧化物，氧化物的主要成分為氧化亞鐵。氧化層的厚度為1-2μm，面密度為0.3-0.7mg/m2 時為最佳。

2).將玻璃管邊旋轉邊加熱到650℃-850℃，待玻璃變紅變軟后將氧化后的可伐合金2插入 到玻璃管壁中5-8mm，使熔融狀態的玻璃管均勻包覆在金屬管外壁，用石墨將其定型。

3).將玻璃與可伐合金2放置到退火爐中去應力，時間維持在10-60分鐘，溫度維持在560℃ -650℃。