玻璃与各种金属材料的玻璃热封接

【中玻网】玻璃热封接
　　
　　玻璃的热封接用途广泛，随着电真空工业的发展，玻璃作为电真空器件的主要材料，玻璃与玻璃，玻璃与各种金属材料的封接十分广泛，所有这些工艺过程都是在加热条件下进行的。当前可直接用到工业生产中的较成熟的有浸渍封接法、压缩密封封接法和过渡封接法、电封接法等。
　　
　　一、浸渍封接法
　　
　　此法利用在玻璃上直接通电所产生的热达到与金属熔封目的。这是基于玻璃在高温时属于离子导电，且随着温度升高，电阻迅速下降，比金属更易导电的原理。表12—1所示为1cm3金属和玻璃块当各通入lOOW电能时所需的电压和电流值。

　　由表12-1可以看出，高温时玻璃的导电性能较金属的更好。
　　
　　封接方法是将高温熔融玻璃焊料作为导电体，在电较间
　　
　　将玻璃焊料通电熔融，被封接的部分浸渍到通电回路中去，因浸渍部分及其附近会产生一定的焦耳热，使被封接的部分加热，从而造成浸渍完毕后在封接部位粘上一层玻璃焊料，
　　
　　形成封接层，起到良好的封接作用。图12—2为浸渍法原理图。由图可见，两侧置放一对电较，将玻璃焊料放入炉内，并加热至500800。C，此时电较间加上电压后就有电流通过，同时产生热量，使玻璃焊料加热成粘度在lOPa·s以下的熔融状态。再将需封接的金属零件浸渍到熔融的玻璃焊料中，浸渍部分迅速为玻璃所浸润，金属零件也为玻璃所封接。使用浸渍法可以改善封接过程所造成的内应力分布，提高生产效率。

　　二、压缩密封封接
　　
　　此法利用金属表面的氧化物，在高温作用下扩散到熔融玻璃中去的原理。同时随着封接温度的降低，使膨胀系数非常大的金属材料对玻璃产生一定的压应力，造成玻璃收缩并处于压缩状态，因此具有较好的气密性和抗机械冲击能力。压缩密封封接法的关键是要求外环的金属膨胀系数大于中间玻璃的膨胀系数，这是因为在常温下玻璃受到来自外环金属的压应力很大。该方法还要求金属的熔点高于玻璃的封接温度，不然当与玻璃封接时，金属易熔化。同时还要求金属的膨胀系数要和玻璃相匹配。使用压缩密封封接法的非常大优越性在于其电性能特性优于使用其它的封接工艺。
　　
　　三、过渡封接
　　
　　过渡封接主要用于两种封接材料膨胀系数差异非常大时，而在中间另加入一组膨胀系数介于两者之间的玻璃进行中介封接。过渡封接的困难在于选择合适的膨胀系数和收缩系数基本匹配的材料，且封接特性与退火温度范围要接近。