[發明專利]一種新型中高溫太陽能集熱管金屬與玻璃的封接方法

有效

• 申請號: 201010116612.9
• 申請日: 2010-02-26
• 公開（公告）號: CN101798184A
• 公開（公告）日: 2010-08-11
• 發明（設計）人: 劉雪蓮;張秀廷;劉榮;張志鵬;范兵;陳步亮
• 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
• 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，具體涉及一種新型中高溫太陽能真空集熱管中金屬與玻璃 封接的方法。

背景技術

目前國內，在金屬玻璃中高溫太陽能真空集熱管制造中，由于常用的可伐合金與常用的 太陽能高硼硅玻璃(3.2×10^-6-3.6×10^-6/℃)的熱膨脹系數有一定差值，因此金屬與玻璃 很難直接進行封接，如要實現匹配封接，則有兩種方式：

一、需要加入多個過渡段，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；而 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。

二、需要改變玻璃或者金屬的熱膨脹系數，目前常用的可伐合金的熱膨脹系數為4.7× 10^-6-5.2×10^-6/℃，要改變它的膨脹系數工藝非常復雜，大批量生產無法保證其熱膨脹系數 的穩定性，所以選擇改變玻璃的熱膨脹系數更為簡便可行，由于目前中性硼硅玻璃已經有大 批量生產的條件，許多醫用的藥劑瓶正是使用的這種中性硼硅玻璃。因此選擇這種中性硼硅 玻璃替代常用的熱膨脹系數為3.2×10^-6-3.6×10^-6/℃的太陽能領域使用的高硼硅玻璃無疑 為封接工藝降低了難度，也節約了成本。

而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新型中高溫太陽能集熱管金屬與玻璃的封接方法。中性硼硅玻 璃與過渡段玻璃先封接，然后過渡段玻璃再與可伐合金直接封接，可伐合金的熱膨脹系數與 中性硼硅玻璃的膨脹系數相差范圍在5％～10％，而中間的過渡段玻璃與太陽能集熱管中性硼 硅玻璃的膨脹系數相差范圍也為5％～10％；中性硼硅玻璃與過渡段玻璃封接溫度在600℃ --1000℃，可伐合金與過渡段玻璃的封接區加熱溫度為600℃--1200℃；封接口長度約 3mm～8mm；封接后對整個封接段進行退火處理，退火溫度在450℃～600℃，時間在10～60 分鐘。

現有的中性硼硅玻璃與可伐合金封接，中性硼硅玻璃的熱膨脹系數與可伐合金相近，相 差范圍在10％以內，理論上可以匹配封接，但是由于此種中性硼硅玻璃的軟化點為780℃， 封接溫度太高時，可伐合金的熱膨脹系數變化太大，因此本發明使用一段玻璃過渡段，過渡 段玻璃使用國內的電子玻璃DM308，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，因為只有一段過渡段，所以就只有兩個熔接處，熔接處越少，漏氣 點就越少，極大提高了集熱管的密封性，也就是延長了集熱管的壽命，同時減少了漏氣點， 也就減少了集熱管炸裂的可能性，間接提高了集熱管的成品率，降低了集熱管的生產成本， 而過渡段越少，意味著這一段占集熱管總長的比例越少，所以集熱管的有效長度就越長，每 減少一個過渡段，集熱管的有效長度就增加10～20mm，因此也提高了太陽能集熱管的利用 率。

附圖說明

圖1是為本發明中高溫太陽能集熱管中性硼硅玻璃與可伐合金連接的結構示意圖。

圖中：

1-中性硼硅玻璃；2-過渡段玻璃；3-可伐合金。

具體實施方式

下面將結合附圖和實施例對本發明作進一步的詳細說明。

本發明是一種新型中高溫太陽能集熱管金屬與玻璃的封接方法，如圖1所示，中性硼硅 玻璃1與過渡段玻璃2先封接，然后過渡段玻璃2再與可伐合金3直接封接。中性硼硅玻璃 1、過渡段玻璃2與可伐合金3的膨脹系數分別為4.8×10^-6～5.2×10^-6/℃、4.7×10^-6～5.2 ×10^-6/℃和4.7×10^-6～5.2×10^-6/℃，過渡段玻璃2采用電子玻璃DM308。所述的中性硼 硅玻璃是指熱膨脹系數為4.8～5.2×10^-6/℃(20～300℃)，透光率為91％的玻璃，其化學 性能穩定，耐水一級、耐酸一級、耐堿甲級，并且具有較強抗冷熱沖擊性和很高的機械強度。. 三種材料過渡封接方法如下：