[發(fā)明專利]具有改善的熱負(fù)荷能力的饋通或連接元件

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201580076032.2
• 申請(qǐng)日: 2015-12-22
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107223117B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-08-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: O·弗里茨;G·邁耶;T·芬克
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 肖特股份有限公司
• 主分類號(hào): C03C3/068
• 分類號(hào): C03C3/068;C03C8/24;C03C10/00
• 代理公司: 北京思益華倫專利代理事務(wù)所(普通合伙) 11418
• 代理人: 趙飛;郭紅麗

本發(fā)明涉及一種饋通或連接元件，其包括組合件，該組合件由包含高溫合金的承載體(2)、功能元件(4)和至少部分結(jié)晶玻璃(3)構(gòu)成，其中至少部分結(jié)晶玻璃(3)布置在功能元件(4)的一部分與承載體(2)的一部分之間，其中包含高溫合金的承載體(2)使至少部分結(jié)晶玻璃(3)在從至少20℃至大于450℃的溫度下經(jīng)受大于或大體等于零的壓縮應(yīng)力。本發(fā)明還涉及用于生產(chǎn)饋通或連接元件的方法及其用途，以及還涉及包括這樣的饋通或連接元件的測(cè)量設(shè)備。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明總體上涉及饋通或連接元件，并且更特別涉及具有高熱負(fù)荷能力的饋通或連接元件，所述饋通或連接元件尤其可以用在苛刻工作條件下，所述苛刻工作條件通常是指處于具有260℃以上的高操作溫度或應(yīng)急溫度的苛刻環(huán)境中。利用本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)的有利上限約為950℃，但特別甚至為1000℃、1100℃和/或1200℃。

背景技術(shù)

饋通或連接元件在本領(lǐng)域中通常是已知的，并且形成了許多設(shè)備的一部分。一般而言，這樣的饋通或連接元件包括電導(dǎo)體，該電導(dǎo)體借助于電絕緣材料緊固于饋通開(kāi)口中。表征這樣的饋通或連接元件的性能的參數(shù)主要包括絕緣材料的電阻及其對(duì)易于致使絕緣材料和/或?qū)w從饋通開(kāi)口剝離的熱和壓力的耐性。

雖然這樣的饋通或連接元件例如對(duì)于通過(guò)設(shè)備的外殼饋送電流是非常合適的技術(shù)，但是上文提及的參數(shù)往往限制了包含這樣的饋通元件的設(shè)備的可能應(yīng)用領(lǐng)域。US 5,203,723 A公開(kāi)了由作為電絕緣材料的聚合物材料所圍繞的金屬銷制成的饋通元件。圍繞電導(dǎo)體的聚合物材料的幾何形狀適于憑借凹陷或突起(諸如肩部)來(lái)承受升高的壓力。所描述的饋通元件用于在井下油井測(cè)井工具的探測(cè)器內(nèi)建立連接，并且可在260℃以上的操作溫度和28000psi的最大壓力下使用。所采用的聚合物的體積電阻率約為8.0×10¹⁴Ωcm，因此是優(yōu)異的。然而，這樣的聚合物在暴露于升高的操作溫度、諸如UV或伽馬輻射等電磁輻射以及還暴露于由于物理磨損所造成的機(jī)械劣化時(shí)，其長(zhǎng)期穩(wěn)定性隨時(shí)間推移而降低。

包括諸如玻璃等無(wú)機(jī)材料作為電絕緣材料的饋通元件也是已知的。例如，US 8,397,638 A描述了一種氣囊點(diǎn)火器的饋通器件，其中金屬支撐體的饋通開(kāi)口由玻璃材料所密封，該玻璃材料此外保持作為電導(dǎo)體的銷。這樣的饋通元件適于承受在點(diǎn)火器點(diǎn)火時(shí)爆炸物的壓力，在該情況下可觀察到對(duì)應(yīng)于14500psi的近似1000巴(bar)的壓力。未描述絕緣材料的電氣性質(zhì)，但可以假定玻璃材料的體積電阻率不起重要作用，原因在于點(diǎn)火器僅由短電脈沖點(diǎn)火一次，繼而該器件就被破壞了。

由本申請(qǐng)人先前提交但在本申請(qǐng)的優(yōu)先權(quán)日尚未公開(kāi)的申請(qǐng)文件DE 10 2014218 983公開(kāi)了一種電絕緣固定材料，其可以是玻璃。如該申請(qǐng)中所教導(dǎo)，玻璃已知是一種不期望有微晶的無(wú)定形材料。由于玻璃陶瓷的結(jié)晶區(qū)域一般具有不同的熱膨脹系數(shù)(CTE)，因此可以使用無(wú)定形玻璃基體、結(jié)晶區(qū)域的濃度及其特定CTE來(lái)適配玻璃陶瓷材料的總體CTE。然而，在該先前提交的申請(qǐng)中另有說(shuō)明，無(wú)定形玻璃材料只與玻璃陶瓷材料一樣是合適的，并且提及了約260℃到350℃的溫度范圍。

然而，比所提及的溫度范圍更大的溫度范圍往往是有利的。

發(fā)明內(nèi)容

通過(guò)根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的饋通或連接元件以及特別是通過(guò)獨(dú)立權(quán)利要求的主題來(lái)實(shí)現(xiàn)提供更大的操作溫度范圍的目的。根據(jù)從屬權(quán)利要求以及根據(jù)本申請(qǐng)中的陳述優(yōu)選實(shí)施方式將會(huì)是顯而易見(jiàn)的。

本發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，結(jié)晶或至少部分結(jié)晶玻璃和高溫合金的組合允許在非常寬的操作溫度范圍上、特別是遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出DE10 2014 218 983中所提及的溫度范圍上提供高穩(wěn)定性地優(yōu)異的CTE比率。術(shù)語(yǔ)“至少部分結(jié)晶玻璃”通常是指至少部分結(jié)晶的玻璃基材料。這不僅包括根據(jù)常規(guī)理解的包括按體積計(jì)占50％至90％的晶體含量的玻璃陶瓷，還包括結(jié)晶到100％或接近100％(即，其中晶體含量按體積計(jì)高達(dá)100％或接近100％)的材料。