一種過渡封接玻璃的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明設及玻璃材料領域，尤其設及一種過渡封接玻璃。
【背景技術】
[0002] 過渡封接技術廣泛用于金屬與玻璃之間的封接。由于金屬和玻璃熱膨脹系數的差 別過大，玻璃的熱膨脹系數遠小于金屬的熱膨脹系數，在高溫下與金屬封接的玻璃內部會 產生很大的熱應力，導致玻璃與金屬材料無法直接封接。過渡封接技術主要是在金屬和玻 璃之間添加熱膨脹系數更相近的過渡玻璃材料W實現材料之間的匹配封接。但是過渡玻 璃材料的熱膨脹系數越大，其穩定性和抗熱震性都會降低，所W-種好的過渡玻璃需要具 有和金屬相近的熱膨脹系數，同時要保證優良的穩定性和強度。過渡玻璃的成分直接影響 著本身的熱膨脹性能、可操作性、穩定性W及機械強度，也會影響它和金屬材料封接的緊密 性。尤其在高溫差和高氣壓差的環境下，過渡玻璃承受著很大的應力，不良的封接甚至會引 起材料的失效炸裂，所W過渡玻璃的成分至關重要。中國專利CN102452794A公開了一種結 晶型低烙點封接玻璃及其制備方法，該種結晶型低烙點封接玻璃按重量百分比組成為Si化 為50~70%，211〇為10~30%，82〇3為1~1〇%，〔曰0為1~8%，化2〇為1~1〇%，^2〇 為10%，訊2〇3為0.1~1%，在該封接玻璃成分中，Sb2〇3具有毒性，長期使用該種封接玻 璃會對人的健康產生不良影響；中國專利CN10326398A公開了一種析晶型無鉛低溫封接玻 璃及其制備與使用方法，在該專利中，采用了B203、Al2〇3、Si〇2、M0(Mg0、化0、SrO、BaO中的 一種或幾種的混合物）、Bi2〇3的組合，但是，由于Bi元素具有微弱的放射性，其還是會影響 人的健康，因此有必要研究一種新的封接玻璃，要具有接近金屬材料的熱膨脹系數、熱穩定 性好、機械強度高、易于成型的封接玻璃，同時還不含有放射性元素，重金屬、有毒有害等元 素。
【發明內容】
[0003] 為實現上述目的，本發明研發了一種過渡封接玻璃，采用如下技術方案：
[0004] 一種過渡封接玻璃，原料組分按質量百分比組成為：Al2〇34-6%，MgO 0.001-0. 004%，B2O313-17%，CaO1-3%，K2O0.005-0. 008%，胞2〇 2-5%，Si〇270-75%， Fg2〇30. 〇4-〇. 06%O 陽〇化]本發明的耐高溫過渡封接玻璃，原料組分中既不包含具有毒性的物質，也不包含 放射性物質，同時玻璃具有接近金屬的熱膨脹系數、優良的熱穩定性和機械強度、易于成型 等優點，還能有效抑制使用過程中微裂紋的形成，從而延長了制品的使用壽命。
[0006] 在本發明的玻璃組分中，Al2〇3具有多種優勢，能降低玻璃的結晶傾向，提高玻璃的 化學穩定性、熱穩定性、機械強度、硬度，并能提高玻璃的黏度等，較少的MgO可W使玻璃的 硬化速度變慢，改善玻璃的成形性能。同時MgO還能降低玻璃的結晶傾向和結晶速度，增加 玻璃的高溫黏度，提高玻璃的化學穩定性和機械強度。B203能降低玻璃的熱膨脹系數，較高 含量的B203能有效提高玻璃的熱穩定性和化學穩定性，改善玻璃的光澤，并提高玻璃的機 械性能，加入B203也可W使玻璃的成形溫度范圍較寬。CaO是穩定劑，其目的是增加玻璃的 化學穩定性和機械強度。NazO能提供游離氧從而降低玻璃的粘度，是玻璃的助溶劑。KzO黏 度比鋼玻璃大，引入極小比例的鐘玻璃能降低玻璃的析晶傾向，增加玻璃的透明度和光澤。 [0007] 優選地，所述原料組分優選質量百分比為AI2O34-5%，MgO0. 002-0. 003%，Bz化 15-17%，CaO1-2%，KzO0.005-0. 007%，胞2〇2-3%，Si〇272-75%，化2〇30.04-0. 05%。CaO因為過大的含量會增大玻璃的結晶傾向，而且容易使玻璃發脆，其含量可W縮小到較小 的含量。而較大的NazO會增大玻璃的熱膨脹系數，降低玻璃的熱穩定性、化學穩定性和機 械強度，因此保持其較小的含量。 陽00引優選地，所述原料組分中，n(Na2D):n(A12D3)為1~1. 36。當玻璃中的化2〇與AI2O3的 摩爾比在1W上的范圍時，則形成侶氧四面體并與娃氧四面體組成連續的結構網，穩定性 強度高。
[0009] 優選地，所述原料組分中，n(Na2。刪:n(A12峭為1~1. 36。K2〇在玻璃中的作用與化2〇 相似，當玻璃中n(Na如+K如(Al如3)? 1 1' 36的范圍時，也會形成侶氧四面體并與娃氧四面 體組成連續的結構網。
[0010] 本發明的渡封接玻璃的熱膨脹系數約為32至35x107K1，適合用于鶴等金屬的過 渡封接。此配方的玻璃在具有接近金屬的熱膨脹系數、優良的熱穩定性和機械強度、易于成 型等優點，還能有效抑制使用過程中微裂紋的形成，從而延長了制品的使用壽命。
【具體實施方式】 W11] 為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，W下結合實施例，對本發明 進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用W解釋本發明，并不用于限 定本發明。
[0012] 在上述玻璃組成原料優選質量百分比范圍內優選出實施例1~6配方，測試方法 為，熱膨脹系數a在高溫邸式膨脹儀中進行測試，測試結果見表1中各個原料組分配方制 成的玻璃的熱脹系數a。
[0013] 表1.本發明6個實施例的耐高溫過渡封接玻璃例原料組分配方W及其不同的熱 膨脹系數測試結果
[0014]
[0016] 從表I中可W看出，在實施例I~6中，不同百分比的玻璃原料組分制成的玻璃的 熱膨脹系數均滿足玻璃與金屬封接的要求，且如實施例1~4,當nwgw:nW2W或n^。2。《2。：)： 11012。3>在1-1. 36運個范圍時，玻璃的熱膨脹系數在32~35X107K么間，而玻璃的熱膨脹 系數在32~35X10古1之間時，此時玻璃的熱穩定性和機械強度均較好，玻璃性能最優。
[0017] W上所述，僅為本發明較佳的【具體實施方式】，但本發明的保護范圍并不局限于此， 任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明掲露的技術范圍內，可輕易想到的變化或替換， 都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。因此，本發明的保護范圍應該W權利要求的保護范圍 為準。
【主權項】
1. 一種過渡封接玻璃，其特征在于：原料組分按質量百分比組成為A1 2034~6%， MgOO. 001 ~0· 004 %，B20313 ~17%，CaOl~3 %，Κ200· 005 ~0· 008 %，Na202 ~5 %， Si0270 ~75 %，Fe2030. 04 ~0· 06 %。2. 根據權利要求1所述的一種過渡封接玻璃，其特征在于：所述原料組分中，按物質的 n(Na20):n(A1203);^ 1 ~ 1· 36。3. 根據權利要求1所述的一種過渡封接玻璃，其特征在于：所述原料組分中，按物質的 里計，n(Na20+K20):n(A1203)為 1 ~1. 36〇4. 根據權利要求2或3所述的一種過渡封接玻璃，其特征在于：所述原料組分優選質 量百分比為Al2034 ~5%，MgOO. 001 ~0· 002%，B20315 ~17%，CaOl~3%，Κ200· 006 ~ 0· 008 %，Na202 ~4 %，Si0273 ~75 %，Fe2030. 04 ~0· 05 %。5. 根據權利要求1~4任一所述的一種過渡封接玻璃，其特征在于：所述原料組分 優選質量百分比為Al2034.312 %，Mg00.002%，B20316.345 %，Ca02.865%，Κ200·006%， Na202. 767 %，Si0273. 672 %，Fe2030. 04 %。
【專利摘要】本發明涉及玻璃材料領域，尤其涉及一種過渡封接玻璃,原料組分按質量百分比組成為Al2O34-6％，MgO0.001-0.004％，B2O313-17％，CaO1-3％，K2O0.005-0.008％，Na2O2-5％，SiO270-75％，Fe2O30.04-0.06％。此配方的玻璃在具有接近金屬的熱膨脹系數、優良的熱穩定性和機械強度、易于成型等優點，還能有效抑制使用過程中微裂紋的形成，從而延長了制品的使用壽命。
【IPC分類】C03C8/24
【公開號】CN105271756
【申請號】CN201510650694
【發明人】蔡志國, 黃小琳
【申請人】深圳凱世光研股份有限公司
【公開日】2016年1月27日
【申請日】2015年9月30日