[發(fā)明專利]一種金屬與玻璃不匹配封接的方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110450569.4
• 申請(qǐng)日: 2011-12-29
• 公開（公告）號(hào): CN102515571A
• 公開（公告）日: 2012-06-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 羅大為
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 深圳職業(yè)技術(shù)學(xué)院
• 主分類號(hào): C03C27/00
• 分類號(hào): C03C27/00
• 代理公司: 深圳市嘉宏博知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 44273
• 代理人: 李杰

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及金屬與玻璃不匹配封接技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種適用于中高溫太陽(yáng)能真空集熱管用金屬-玻璃封接方法。

背景技術(shù)

可伐合金（也稱鐵鎳鈷合金）由于能夠與高硅硼玻璃形成緊密的化學(xué)結(jié)合，被廣泛應(yīng)用于氣密性要求比較高的電真空行業(yè)。其中可伐合金與DM305玻璃或DM308玻璃等的結(jié)合屬于匹配封接，主要應(yīng)用于微電子金屬封裝、繼電器、接插件等領(lǐng)域。

可伐合金與Pyrex玻璃的結(jié)合屬于不匹配封接，一般應(yīng)用于中高溫太陽(yáng)能真空集熱管，是用于開發(fā)太陽(yáng)能空調(diào)、海水淡化和槽式太陽(yáng)能熱發(fā)電的基礎(chǔ)部件。由于Pyrex玻璃與可伐合金膨脹系數(shù)存在差異，在使用過程中經(jīng)常引起玻璃管開裂，因而被稱為制約中高溫太陽(yáng)能利用的三大關(guān)鍵技術(shù)難題之一。

目前常見的解決Pyrex玻璃與可伐合金不匹配封接的做法有很多，一種做法是在真空集熱管的玻璃封接件和金屬封接件之間涂上低熔焊料玻璃粉漿，將玻璃封接件和金屬封接件密封封接在一起。但該方法最大的問題在于涂覆低熔焊料濃度不可控，且厚度不可能太厚，最終導(dǎo)致封接件中的玻璃仍然會(huì)開裂。而且，采用涂覆的方法，也不適合于大規(guī)模生產(chǎn)。

另一種做法是將低熔點(diǎn)焊絲放在金屬端蓋與玻璃法蘭封接面之間一同加熱，使焊絲在金屬與玻璃封接面之間固化，達(dá)到氣密封接的效果。但實(shí)驗(yàn)證明該封接方法最大的問題是在高溫下不能長(zhǎng)期維持真空，產(chǎn)品的質(zhì)量得不到保證。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：克服傳統(tǒng)的Pyrex玻璃與可伐合金不匹配封接方法的封接質(zhì)量差、不適合大規(guī)模生產(chǎn)、質(zhì)量不穩(wěn)定的缺陷，提供一種封接質(zhì)量好、適合大規(guī)模生產(chǎn)、質(zhì)量穩(wěn)定的金屬與玻璃不匹配封接的方法。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出以下技術(shù)方案：一種金屬與玻璃不匹配封接的方法，其包括如下步驟：

步驟1：將欲封接的可伐合金在1000℃?,?露點(diǎn)20℃的N₂?中氧化3分鐘；

步驟2：利用硅硼硬玻璃為原料，采用壓坯機(jī)制備與可伐合金待封接部位形狀一致且具有一定厚度的玻璃生坯，該玻璃生坯作為玻璃過渡層；

步驟3：將制得的玻璃生坯置于可伐合金待封接部位，在400～750℃的惰性氣氛中熱處理1～30?min，得到玻璃覆蓋的可伐合金；

步驟4：將Pyrex玻璃置于玻璃覆蓋的可伐合金表面，在800～1050℃的N₂+0.2%H₂弱還原氣氛中保溫5～60?min，然后以5～15℃/min的速率緩慢冷卻至250～200℃，最后隨爐冷卻至室溫。

上述技術(shù)方案的進(jìn)一步限定在于，步驟2中，使用DM305、DM308、BH-G/K或Elan19玻璃制備玻璃生坯，作為玻璃過渡層。

上述技術(shù)方案的進(jìn)一步限定在于，步驟2中，用DM305、DM308、BH-G/K或Elan19玻璃粉制備玻璃生坯。

上述技術(shù)方案的進(jìn)一步限定在于，步驟2中，制備DM305、DM308、BH-G/K或Elan19玻璃生坯的厚度為1～5?mm。

上述技術(shù)方案的進(jìn)一步限定在于，惰性氣氛為高純氮?dú)夂透呒儦鍤狻?!-- SIPO -->

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果：

本發(fā)明金屬與玻璃不匹配封接的方法，實(shí)現(xiàn)了Pyrex玻璃與可伐合金的結(jié)合，得到的封接件氣密性高，且封接件的Pyrex玻璃不會(huì)產(chǎn)生裂紋。

本發(fā)明可用于中高溫太陽(yáng)能真空集熱管用金屬與玻璃的封接，封接件的氣密性好、結(jié)合強(qiáng)度高、玻璃不開裂且產(chǎn)品的一致性好。

本發(fā)明通過在Pyrex玻璃和可伐合金之間植入DM305、DM308、BH-G/K和Elan19等玻璃坯，來(lái)改善由于膨脹系數(shù)不匹配引起的開裂，不僅從源頭上解決Pyrex玻璃開裂的問題，而且適用于大規(guī)模生產(chǎn)，封接件可以適用于高溫環(huán)境而不失效，可廣泛應(yīng)用于槽式太陽(yáng)能真空集熱管等中高溫太陽(yáng)能真空集熱管領(lǐng)域。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明提出一種金屬與玻璃不匹配封接的方法，所述金屬為可伐合金，所述玻璃為Pyrex玻璃，該封接方法包括以下步驟：

步驟1：將欲封接的可伐合金在1000℃?,?露點(diǎn)20℃的N₂?中氧化3分鐘；

步驟2：利用DM305、DM308、BH-G/K或Elan19等硅硼硬玻璃為原料，作為玻璃過渡層，采用壓坯機(jī)制備與可伐合金待封接部位形狀一致且具有一定厚度的玻璃生坯；