玻璃與各種金屬材料的玻璃熱封接

【中玻網(wǎng)】玻璃熱封接
　　
　　玻璃的熱封接用途廣泛，隨著電真空工業(yè)的發(fā)展，玻璃作為電真空器件的主要材料，玻璃與玻璃，玻璃與各種金屬材料的封接十分廣泛，所有這些工藝過程都是在加熱條件下進行的。當前可直接用到工業(yè)生產(chǎn)中的較成熟的有浸漬封接法、壓縮密封封接法和過渡封接法、電封接法等。
　　
　　一、浸漬封接法
　　
　　此法利用在玻璃上直接通電所產(chǎn)生的熱達到與金屬熔封目的。這是基于玻璃在高溫時屬于離子導電，且隨著溫度升高，電阻迅速下降，比金屬更易導電的原理。表12—1所示為1cm3金屬和玻璃塊當各通入lOOW電能時所需的電壓和電流值。

　　由表12-1可以看出，高溫時玻璃的導電性能較金屬的更好。
　　
　　封接方法是將高溫熔融玻璃焊料作為導電體，在電較間
　　
　　將玻璃焊料通電熔融，被封接的部分浸漬到通電回路中去，因浸漬部分及其附近會產(chǎn)生一定的焦耳熱，使被封接的部分加熱，從而造成浸漬完畢后在封接部位粘上一層玻璃焊料，
　　
　　形成封接層，起到良好的封接作用。圖12—2為浸漬法原理圖。由圖可見，兩側(cè)置放一對電較，將玻璃焊料放入爐內(nèi)，并加熱至500800。C，此時電較間加上電壓后就有電流通過，同時產(chǎn)生熱量，使玻璃焊料加熱成粘度在lOPa·s以下的熔融狀態(tài)。再將需封接的金屬零件浸漬到熔融的玻璃焊料中，浸漬部分迅速為玻璃所浸潤，金屬零件也為玻璃所封接。使用浸漬法可以改善封接過程所造成的內(nèi)應(yīng)力分布，提高生產(chǎn)效率。

　　二、壓縮密封封接
　　
　　此法利用金屬表面的氧化物，在高溫作用下擴散到熔融玻璃中去的原理。同時隨著封接溫度的降低，使膨脹系數(shù)非常大的金屬材料對玻璃產(chǎn)生一定的壓應(yīng)力，造成玻璃收縮并處于壓縮狀態(tài)，因此具有較好的氣密性和抗機械沖擊能力。壓縮密封封接法的關(guān)鍵是要求外環(huán)的金屬膨脹系數(shù)大于中間玻璃的膨脹系數(shù)，這是因為在常溫下玻璃受到來自外環(huán)金屬的壓應(yīng)力很大。該方法還要求金屬的熔點高于玻璃的封接溫度，不然當與玻璃封接時，金屬易熔化。同時還要求金屬的膨脹系數(shù)要和玻璃相匹配。使用壓縮密封封接法的非常大優(yōu)越性在于其電性能特性優(yōu)于使用其它的封接工藝。
　　
　　三、過渡封接
　　
　　過渡封接主要用于兩種封接材料膨脹系數(shù)差異非常大時，而在中間另加入一組膨脹系數(shù)介于兩者之間的玻璃進行中介封接。過渡封接的困難在于選擇合適的膨脹系數(shù)和收縮系數(shù)基本匹配的材料，且封接特性與退火溫度范圍要接近。