玻璃和金屬封裝常用的3種方式

金屬玻璃燒結(jié)是怎樣成形的，成形是將固定形狀的玻璃制品或玻璃粉和金屬一起放在夾具（一般為石墨夾具）內(nèi)，再放進(jìn)專業(yè)的隧道爐內(nèi)，先讓玻璃成液轉(zhuǎn)變成具有固定形狀的固體制品。成形必須在一定溫度范圍內(nèi)才能進(jìn)行，這是一個(gè)冷卻過(guò)程，玻璃首先由粘性液態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榭伤軕B(tài)，再轉(zhuǎn)變成脆性固態(tài)。成形方法可分為人工成形和機(jī)械成形兩大類。

熔封：又稱火封，是一種傳統(tǒng)的玻璃金屬封接工藝。

熔封時(shí)，將玻璃加熱至1000℃左右，因?yàn)槭窃诟邷貭顟B(tài)，使用石墨治具，石墨治具有適宜的熱膨脹系數(shù)、良好的導(dǎo)熱性能、優(yōu)良的抗折抗壓強(qiáng)度，為真空爐提供專屬的VC散熱石墨，還具特殊的隔熱性，使預(yù)設(shè)溫度更平穩(wěn)持久，優(yōu)良的耐腐蝕、抗輻射性，可以阻礙化學(xué)反應(yīng)的生產(chǎn)。在石墨治具內(nèi)使之融化，從而與金屬封接在一起。按金屬和玻璃線膨脹系數(shù)的差值，熔封分為匹配封接和小匹配封接。在室溫至玻璃軟化點(diǎn)的溫度范圍內(nèi)，若兩種材料線膨脹系數(shù)非常相近，相互間差值小于出，則為匹配封接；否則為不匹配封接。熔封工藝的優(yōu)點(diǎn)是封接件耐高溫，玻璃排氣徹底，使用壽命長(zhǎng)，抗拉強(qiáng)度也較大；缺點(diǎn)是熔接溫度難于控制，需要仔細(xì)退火，工藝重復(fù)性較差。熔封工藝是目前能制造合格高溫太陽(yáng)能集熱管的唯一成熟工藝。

過(guò)渡玻璃封接法：為回避石英玻璃與金屬封接，而將石英玻管一次次地與相應(yīng)的玻管封接，每次封接的玻璃的線膨脹系數(shù)都比上次的高一些，經(jīng)過(guò)近10次的對(duì)接，最后其對(duì)接的玻管的線膨脹系數(shù)與鎢接硬料玻璃的線膨脹系數(shù)相同。

場(chǎng)致擴(kuò)散焊（陽(yáng)極焊）：西安交通大學(xué)的喻萍等人通過(guò)對(duì)金屬AI與K4玻璃陽(yáng)極焊的研究，發(fā)現(xiàn)此兩種材料在大氣環(huán)境中可以進(jìn)行陽(yáng)極焊，結(jié)合面處結(jié)合情況比較理想。實(shí)驗(yàn)原理為：在陽(yáng)極焊過(guò)程中，由于外加電場(chǎng)的作用，K4玻璃中的№向陰極移動(dòng)，使得玻璃中靠近陽(yáng)極的一面產(chǎn)生貧№區(qū)。在強(qiáng)電場(chǎng)作用下產(chǎn)生的離子遷移，除了玻璃中較活躍的陽(yáng)離子向陰極移動(dòng)外，還包括連接陽(yáng)極金屬中的陽(yáng)離子向玻璃中遷移，以及玻璃中相對(duì)不活躍的陰離子向陽(yáng)極遷移。在貧化區(qū)內(nèi)，山于№+向陰極遷移，引起負(fù)電荷增多，因此在貧化區(qū)靠近玻璃體一側(cè)產(chǎn)生負(fù)電荷聚集區(qū)，該區(qū)與陽(yáng)極之間形成強(qiáng)大的電場(chǎng)，使兩種材料緊密接觸。在貧化區(qū)非負(fù)電荷聚集區(qū)，陽(yáng)極金屬正離子向玻璃中擴(kuò)散，而玻璃中的負(fù)離了向陽(yáng)極移動(dòng)，最終在界面處發(fā)生化學(xué)冶金反應(yīng)，所生成的復(fù)合化合物將被焊接件牢固地連接在一起。擴(kuò)散焊接使用最好的夾具為石墨夾具，有適宜的熱膨脹系數(shù)、良好的導(dǎo)熱性能、優(yōu)良的抗折抗壓強(qiáng)度，為真空爐提供專屬的VC散熱石墨，還具特殊的隔熱性，使預(yù)設(shè)溫度更平穩(wěn)持久，優(yōu)良的耐腐蝕、抗輻射性，可以阻礙化學(xué)反應(yīng)的生產(chǎn)。

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