[發明專利]一種基于復合玻璃材料的封接體、制備方法及用途

有效

• 申請號: 202111329901.1
• 申請日: 2021-11-11
• 公開（公告）號: CN114044689B
• 公開（公告）日: 2022-11-22
• 發明（設計）人: 楊志賓;張瑞婕;郭夢媛;雷澤;葛奔;胡亮;彭蘇萍
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學（北京）
• 主分類號: C03C3/04
• 分類號: C03C3/04;C04B37/00;C03C3/087;C09K3/00
• 代理公司: 北京中知星原知識產權代理事務所(普通合伙) 11868
• 代理人: 張文靜

本發明涉及一種基于復合玻璃材料的封接體、制備方法及用途，所述制備方法包括：(1)按照復合玻璃材料的物質組成混合原料，并進行熔融，冷水淬火后得到玻璃熔塊；(2)將所述玻璃熔塊球磨后，得到玻璃粉體；(3)將所述玻璃粉體與粘結膠混合后，得到玻璃封料；(4)將所述玻璃封料涂抹在待封接部位，沿垂直于封接界面的方向施加擠壓力，升溫至排膠溫度進行排膠，排膠完畢，繼續升溫進行結晶化，降溫后，得到封接體。本申請提供的封裝體適合于對玻璃、陶瓷、金屬界面的封接，本發明提供的封接體具有合適的熱膨脹系數，能夠提高封裝體及封裝對象的化學穩定性，并且具有良好的自愈合性能，有效提高封裝器件的壽命。

技術領域

本發明屬于金屬相和陶瓷相的異相封接領域，尤其涉及燃料電池、電解電池、傳感器、 致動器等涉及到金屬相和陶瓷相的異相封接領域，具體涉及一種基于復合玻璃材料的封接 體、制備方法及用途。

背景技術

封接玻璃是指把玻璃、陶瓷、金屬及復合材料等相互間封接起來的中間層材料。玻璃 封接在很多領域都有應用，比如真空電子技術、微電子技術、汽車、宇航等方面，受到越來越多的關注。玻璃封接材料機械強度高、硬度大，耐磨性能好，具有良好的化學穩定性 和熱穩定性能。

封接玻璃與封接器件的密實程度影響了電子器件的性能優劣。封接玻璃用于較高的工 作溫度的封接時，封接材料至少要具備與電池材料匹配的熱膨脹系數、穩定的化學性能、 合適的玻璃軟化溫度(Tp)、良好的氣密性。

本領域需要開發一種封接玻璃，其能夠對工作溫度較高的器件進行封接，實現良好的 密封性。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明目的之一是提供一種基于復合玻璃材料的封接體的制備方法，所述制備方法包括如下步驟：

(1)按照復合玻璃材料的物質組成混合原料，并進行熔融，冷水淬火后得到玻璃熔塊；

所述復合玻璃材料的物質組成以氧化物計含有如下組分：

58～64wt％的SiO₂、1.5～4.5wt％的Al₂O₃、5～18wt％的CaO、2～12wt％的MgO、5～9wt％ 的K₂O、2.5～7wt％的Na₂O、1.5～8.5wt％的BaO，及余量的雜質；

(2)將所述玻璃熔塊球磨后，得到玻璃粉體；

(3)將所述玻璃粉體與粘結膠混合后，得到玻璃封料；

(4)將所述玻璃封料涂抹在待封接部位，沿垂直于封接界面的方向施加擠壓力，升溫至排膠溫度進行排膠，排膠完畢，繼續升溫進行結晶化，降溫后，得到封接體。

優選地，步驟(4)所述擠壓力為0.14～0.40kg/cm²(例如0.15kg/cm²、0.18kg/cm²、0.20kg/cm²、0.23kg/cm²、0.27kg/cm²、0.33kg/cm²、0.37kg/cm²等)；所述結晶化包括 升溫至730～850℃(例如740℃、750℃、760℃、770℃、780℃、790℃、800℃、810℃、 820℃、830℃、840℃等)后，保溫2～5h(例如3h、4h等)；所述降溫為降溫至使用 溫度或降溫至儲存溫度。

進一步優選地，步驟(4)所述擠壓力為0.14～0.40kg/cm²；所述結晶化包括升溫至800～850℃后，保溫2～5h；所述降溫為降溫至使用溫度或降溫至儲存溫度。

在本發明提供的制備方法中，復合玻璃材料的物質組成以及合適的結晶化條件能夠獲得非晶相含量較高，且晶相中主晶相為單斜相晶體結構透輝石相的封接體。