真空玻璃封接结构及其半成品的制作方法

真空玻璃封接结构及其半成品的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供一种真空玻璃封接结构及其半成品，所述真空玻璃封接结构，具有至少两层平行设置的玻璃板，每一层玻璃板朝向相邻玻璃板的一侧具有待封接表面，每一层玻璃板的待封接表面通过玻璃粉浆料加热熔融连接金属带料，相邻层的玻璃板上的金属带料叠合在所述相邻层的玻璃板的待封接表面之间并气密焊接为一体。本实用新型既充分利用了玻璃粉浆料的浸润特性和熔融状态下的粘接能力，又充分利用了金属材料的易焊接特点，使采用钢化玻璃和半钢化玻璃来流水化生产真空玻璃变为了现实可行。
【专利说明】真空玻璃封接结构及其半成品
【技术领域】
[0001 ] 本实用新型涉及到一种真空玻璃封接结构。
【背景技术】
[0002]由两片乃至多片玻璃板叠合而成的真空玻璃以其优良的隔音、隔热、保温性能受到了人们的关注，也成为不少企业和个人研究的方向。
[0003]目前专利技术中所介绍的，在制作真空玻璃的过程中可能会采用的封接方法主要有:
[0004](I) 一种真空玻璃封接方法如附图1所示，在两片玻璃板之间采用低熔点玻璃浆料融化密封，封接温度一般在350°C?450°C之间，通过火焰或电加热的方式使低熔点的玻璃浆料熔化从而完成玻璃板与玻璃板之间的密封封接。该工艺采用的低熔点玻璃粉浆料通常为含铅或不含铅的玻璃粉组成，其中的铅成分对环境和人体都有危害，已逐渐进入淘汰状态。这种封接方式由于有玻璃粉浆料的浸润与熔融过程，封接密封可靠；但其加工设备和工艺复杂，且由于封装的两片玻璃板同时进入加热状态，容易造成封装后的玻璃板中存在封装应力，对制成品的长期稳定使用不利，在钢化玻璃或半钢化玻璃板的真空封装中尚有不少技术难点需要克服，目前这种真空玻璃封接方法的代表性专利如申请号为CN94192667.2的发明专利。
[0005](2) 一种真空玻璃封接方法如附图2所示，采用各种树脂材料和制作夹层玻璃的胶片材料来作为玻璃板之间的封接材料，其工艺技术类似于夹层玻璃的制作工艺，这种工艺方法虽然可以实现玻璃板之间的封接，但这类树脂、胶片类材料的气体渗透率和本身的释气率都远远大于玻璃，而真空玻璃的真空腔表面积虽然很大，体积却很小，一定量的释气就会使真空腔中的真空度极度变坏，甚至失去真空；所以这种封接方式制作的真空玻璃产品，长期使用的稳定性将是一个问题，目前这种真空玻璃封接方法的代表性专利如申请号为CN02205234.8的发明专利。
[0006](3) 一种真空玻璃封接方法如附图3所示，采用超声波焊接技术、丝网印刷技术以及热喷涂技术将金属浆料或金属片直接与玻璃板烧结和/或焊接成一体，由于玻璃和金属属于两类完全不同性质的材料，玻璃的表面特性也决定了如何才能够将金属浆料或金属片直接与玻璃板烧结和/或焊接成一体，且拥有较好的整体强度与气密性，还有很多的研究工作要做，目前这种真空玻璃封接方法的代表性专利如申请号为CN201110101892.0的发明专利。
[0007](4) 一种真空玻璃封接方法如附图4所示，采用低熔点的金属焊料，在较低温度下直接通过加热使放置在两片玻璃板封接边缘处的金属焊料熔化后冷却，将两片玻璃板封接在一起形成真空玻璃，这和上面第三条所述方法中所面临的实际问题有相似之处，目前这种真空玻璃封接方法的代表性专利如申请号为CN201210075607.7的发明专利。

【发明内容】
[0008]针对目前各种专利技术介绍的在制作真空玻璃的过程中采用的封接方法所面临的实际问题，本实用新型的目的在于提供一种真空玻璃封接结构及其半成品，所述封接结构封接牢固、气密性好。
[0009]为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案包括:
[0010]—种真空玻璃封接结构的半成品,其特征在于:包括玻璃板与可焊接的金属带料，所述玻璃板具有两个板面和连接在所述两个板面之间的周缘面，至少其中一个板面通过玻璃粉浆料加热熔融连接有所述金属带料。
[0011]为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案还包括:
[0012]一种真空玻璃封接结构，所述真空玻璃具有至少两层平行设置的玻璃板，每一层玻璃板朝向相邻玻璃板的一侧具有待封接表面，其中:每一层玻璃板的待封接表面通过玻璃粉浆料熔融连接有金属带料，相邻层的玻璃板上的金属带料叠合在所述相邻层的玻璃板的待封接表面之间并气密焊接为一体。
[0013]所述的真空玻璃封接结构，其中:所述金属带料具有平行于所述玻璃板的平面主体。
[0014]所述的真空玻璃封接结构，其中:所述金属带料的平面主体上设有两个折弯边，所述折弯边的末端贴近所述玻璃板的待封接表面，构成U形断面型金属带料或F形断面型金属带料。
[0015]所述的真空玻璃封接结构，其中:所述金属带料的平面主体上朝向玻璃粉浆料的一侧表面外凸。
[0016]所述的真空玻璃封接结构，其中:所述玻璃板的待封接表面设置有斜边或下凹。
[0017]所述的真空玻璃封接结构，其中:叠合的金属带料之间的叠合表面内凹，所述内凹形成的空间可供涂覆低熔点钎焊金属，所述叠合的金属带料通过所述低熔点钎焊金属气密焊接为一体。
[0018]与现有技术相比较，本实用新型具有的有益效果是:既充分利用了玻璃粉浆料的浸润特性和熔融状态下的粘接能力，又充分利用了金属材料的可焊性、易焊接的特点，使采用钢化玻璃和半钢化玻璃来流水化生产真空玻璃变为了现实可行，同时也使采用本方法生产出的真空玻璃，其产品内在质量得到了有力的保障，保证了真空玻璃的安全使用。
[0019]本实用新型不仅具有封接部位连接牢固、气密性能好，而且简单易行，其中的金属带料可根据实际需要，采用各种形状专业化生产，玻璃粉浆料的涂覆也可采用专用设备实现，干燥后的涂覆有玻璃粉浆料的金属带料与玻璃板之间的位置摆放也可实现机械化作业，适宜于组织真空玻璃的工业化生产，且生产过程控制容易，产品质量稳定性好。
【专利附图】

【附图说明】
[0020]图1为目前已有商品化采用低温玻璃粉直接焊接的真空玻璃结构示意图；
[0021]图2为采用各种树脂材料和制作夹层玻璃的胶片材料来作为玻璃板之间的封接材料对两片玻璃进行连接的真空玻璃结构示意图；
[0022]图3为采用超声波焊接技术、丝网印刷技术以及热喷涂技术将金属浆料或金属片直接与玻璃板烧结和/或焊接成一体，再将其之间用金属钎焊技术进行焊接的真空玻璃结构示意图；[0023]图4为采用低熔点的金属焊料，在较低温度下直接通过加热使放置在两片玻璃板封接边缘处的金属焊料熔化后冷却，将两片玻璃板封接在一起形成真空玻璃的真空玻璃结构示意图；
[0024]图5为在单片玻璃板边缘待封接表面通过加热熔融的方式将涂覆在金属带料上的玻璃粉浆料熔融，实现玻璃板边缘待封接表面与金属带料的一体化连接的结构示意图；
[0025]图6为本实用新型真空玻璃实施例1结构示意图；
[0026]图7为本实用新型真空玻璃实施例2结构示意图；
[0027]图8为本实用新型真空玻璃实施例3结构示意图；
[0028]图9为本实用新型真空玻璃实施例4结构示意图；
[0029]图10为本实用新型真空玻璃实施例5结构示意图；
[0030]图11为本实用新型真空玻璃实施例6结构示意图；
[0031]图12为本实用新型真空玻璃实施例7结构示意图；
[0032]图13为本实用新型真空玻璃实施例8结构示意图；
[0033]图14为本实用新型真空玻璃实施例9结构示意图；
[0034]图15为本实用新型真空玻璃实施例10结构示意图；
[0035]图16为本实用新型真空玻璃实施例11结构示意图；
[0036]图17为本实用新型真空玻璃实施例12结构示意图；
[0037]图18为本实用新型真空玻璃实施例13结构示意图，为一利用本实用新型制作三片玻璃板及三片以上玻璃板真空玻璃的一个示例。
[0038]附图标记说明:1_上片玻璃板；2_下片玻璃板；3_中间支撑物；4_由低温玻璃粉浆料直接构成的熔融玻璃封接边；5_两片玻璃之间的真空空间；6_在玻璃板之间的树脂材料或/和胶片材料；7_在玻璃板表面烧结的金属化层；8_封接金属片；9_低熔点的金属焊料；10_预烧的低温玻璃粉间隔条；11_玻璃粉浆料；12_平面断面型金属带料；13-U形断面型金属带料；14_三角形断面型金属带料；15_半圆形断面型金属带料；16_梯形断面型金属带料；17_用于玻璃板倒角有斜边形待封接表面的另一种U形断面型金属带料；18-F形断面型金属带料；19_用于玻璃板倒角有斜边形待封接表面的另一种U形断面型金属带料；20-U形断面型金属带料；21-F形断面型金属带料；22_内凹呈半椭圆形断面型金属带料；23-低熔点钎焊金属；24_内凹呈梯形断面型金属带料；25_三片两真空腔真空玻璃的中间玻璃板；τ-高度差。
【具体实施方式】
[0039]下面结合附图对本实用新型作进一步说明。
[0040]如图5所示，是本实用新型真空玻璃封接结构的半成品，其包括上片玻璃板I与可焊接的金属带料12，所述上片玻璃板I具有上、下两个板面和连接在所述两个板面之间的周缘面，下板面通过玻璃粉浆料11熔融连接有所述金属带料12。当然，金属带料12也可以连接在所述下片玻璃板2的上板面，构成另一个半成品。在三层甚至更多层的真空玻璃产品中，一个玻璃板的上板面和下板面可以都连接有金属带料12，在此不予【专利附图】

【附图说明】了。
[0041]上述实施例中的可焊接的金属带料12，其材质可选为可伐合金带料、Ag金属带料、Cu-Ag合金带料、Ni金属带料、N1-Ag合金带料、Sn及其合金带料、不锈钢带料等各种在真空条件下释气量小、焊接性能好的金属及合金材料。
[0042]以图6所示本实用新型真空玻璃实施例1为例，介绍真空玻璃封接方法:
[0043]在具有一定形状的金属带料12的一面上涂覆一定厚度的玻璃粉浆料11，玻璃粉浆料11自然干燥或烘干；
[0044]如附图5所示，将金属带料12涂覆有玻璃粉浆料11的一面朝向上片玻璃板I或者下片玻璃板2并贴合在所述上片玻璃板I或者下片玻璃板2边缘待封接表面上；本申请中，所述待封接表面是上片玻璃板I与下片玻璃板2相对的一侧表面；
[0045]通过加热使涂覆在金属带料12上的玻璃粉浆料11熔融，待玻璃粉浆料11冷凝后，所述上片玻璃板I或者下片玻璃板2的待封接表面与金属带料12即实现一体化连接，形成如附图5所示的半成品(实际上，也可以先将玻璃粉浆料11涂覆在玻璃板1、2的待封接表面，干燥后，再将金属带料12贴合在玻璃粉浆料11上并加热熔融连接为一体，也能够构成所述半成品)；
[0046]在所述上片玻璃板I以及下片玻璃板2分别一体化连接有金属带料12之后，将所述上片玻璃板I与下片玻璃板2上一体化连接的金属带料12相对叠合在玻璃板1、2的待封接表面之间(如图6所示)，然后利用激光焊接、超声波焊接、电阻焊等焊接技术对所述相对叠合的金属带料12实施气密焊接。
[0047]采用上述封接方法，可使上片玻璃板I与下片玻璃板2的边缘气密封接，在抽真空之后可形成真空空间5，即构成气密良好、隔热、隔声的中空玻璃结构。如图6所示，在两片玻璃板I和2之间还设有中间支撑物3，不予赘述。
[0048]上述封接方法中，涂覆一定厚度的玻璃粉浆料的方式是以喷涂、浸涂或丝网印刷等方式，以手工涂覆或机械涂覆的形式制备在封接用金属带料上，涂覆后的玻璃粉浆料可以自然干燥也可采取人工烘干的方式进行干燥处理；
[0049]上述封接方法中，如果上片玻璃板I与下片玻璃板2均为未进行钢化或半钢化处理的普通玻璃板时，此时在金属带料12上所涂覆的玻璃粉浆料11为高温玻璃粉浆料，待玻璃粉浆料11干燥后，将涂覆有玻璃粉浆料11的金属带料12贴合在玻璃板1、2边缘待封接表面上，就可以按照已知工艺对玻璃板1、2进行钢化或半钢化处理，在对玻璃板1、2的钢化或半钢化处理过程中即可同时实现涂覆有玻璃粉浆料11的金属带料12与玻璃板1、2边缘待封接表面通过玻璃粉浆料11的加热熔融状态实现一体化连接；
[0050]如果上片玻璃板I或下片玻璃板2为已进行钢化或半钢化处理的玻璃板时，此时在金属带料12上所涂覆的玻璃粉浆料11为低温玻璃粉浆料，待玻璃粉浆料11干燥后，采用将整块玻璃板1、2先整体升温到一个基础温度，如200°C?300°C，然后局部加热玻璃板
1、2边缘的待封接表面处，使其温度达到350°C?425°C，使涂覆有玻璃粉浆料11的金属带料12与玻璃板1、2边缘待封接表面通过玻璃粉浆料11的加热熔融状态实现一体化连接，这样可以防止已进行钢化或半钢化处理的玻璃板1、2在此过程中被退火。
[0051]上述实施例1仅为一个较佳实施例，在此基础上还有很多变形与替换实施方式，例如:
[0052]实施例1中的金属带料12为平面断面型，但考虑到涂覆在金属带料12上的玻璃粉浆料11在加热熔融状态时可能会有流动，流淌后造成封接边缘不整齐，影响美观，且容易造成金属带料12与上片、下片玻璃板1、2之间的熔融态玻璃填充不实的情况，所以在图7所示的实施例2中，采用了 U形断面型金属带料13，其平面主体的两个侧面上各有一个折弯边贴近所述上片、下片玻璃板1、2的待封接表面。如此一来，两个折弯边能够对加热熔融状态下的玻璃粉浆料11的流动形成限制，以保证金属带料12与上片、下片玻璃板1、2之间的熔融状态的玻璃粉浆料11在限定的空间内熔融成型，将金属带料12与玻璃板1、2牢固的连接成一体。此外，为了保证玻璃粉浆料11熔融后能充满U形断面型金属带料13的整个断面，玻璃粉浆料11的涂覆高度要超出U形或下述F形断面型金属带料的两个折弯边，如图7、附图8中的T值所示，其余附图中T值虽未标出，但此原理同样适用；以下实施例3到实施例12中的U形或F形断面型金属带料的两个折弯边的作用与此类似。
[0053]实施例1中的金属带料12为平面型断面，为了在上片玻璃板I与下片玻璃板2上一体化连接的金属带料12相对叠合在一起进行气密焊接时，增加金属带料12焊接断面上在气密焊接区范围内的金属材料面积，增大焊接区，以达到焊接更牢固，金属封焊层更厚实的目的，还可以将金属带料12的断面形状予以变形，使其平面主体上朝向玻璃粉浆料11的一侧表面外凸，形成如图8到图10所示的三角形金属带料14、半圆形金属带料15、梯形断面金属带料16等形状，这里只列出了三种，还可以有矩形金属带料，双半圆形金属带料等各种可以想到的其它形状组合来达到增加金属带料12朝向对应玻璃板1、2的待封接表面的一侧的金属材料面积、增大焊接区的目的。
[0054]为了保证金属带料12与玻璃板1、2之间有足够多的熔融态的玻璃粉浆料11熔化后将二者连接成一体，可以加大金属带料12与玻璃板1、2之间玻璃粉浆料11的容积。为此，我们可以采用将玻璃板1、2四周待封接表面制成斜边或下凹形成台阶式待封接表面的措施来实现，此时玻璃板1、2的边缘的待封接表面需采用磨轮磨去一定厚度的玻璃基材，形成斜边形待封接表面或台阶状待封接表面，如图11、图13、图14、图15所示。
[0055]为了实现低温焊接，以免使已钢化或半钢化的玻璃板发生退火，与两块玻璃板1、2连接的两条金属带料12相反于涂覆有玻璃粉衆料的一侧表面内凹，形成如图16、图17所示的半椭圆形断面或梯形断面或其他形状的断面，在此内凹的断面内涂覆用于上、下玻璃板之间进行气密焊接的低熔点钎焊金属料，这样，在所述金属带料12对应叠合时，利用所述内凹形状断面内涂覆的低熔点钎焊金属通过激光焊接、超声波焊接、感应加热、红外加热等焊接方式气密封接为一体，从而实现低温气密焊接。其中，所述低熔点钎焊金属是锡、锌或锌锡合金等材料。此处的低熔点钎焊金属涂覆步骤可在金属带料12与玻璃板1、2利用低温玻璃粉衆料11连接在一起之前进行或之后进行。
[0056]因为真空玻璃的封接部位位于玻璃板的周边，且为一个封闭的环形，因此，将封接部位里侧两片玻璃板之间以合适的方式按照合适的距离布置上合适密度的中间支撑物之后，将两片玻璃板之间的容积抽成真空即制成了真空玻璃，如果所用的两块玻璃板为钢化玻璃，即为钢化真空玻璃。为了使上下两片玻璃之间形成真空，可以通过在上片或下片玻璃板上预设抽气口的方式，待完成两片玻璃板之间金属封接带的气密封接之后再抽真空来实现真空度，抽到预定的真空度后，再将预设的抽气口封焊，从而完成真空玻璃的制作；也可以通过将上、下片玻璃板的合片和对两片玻璃板之间金属封接带的气密封接的焊接过程一并都放在真空腔室内完成。
[0057]采用本实用新型提供的封接结构，不仅能够形成双层玻璃板的中空玻璃结构，也可以形成如图18所示的三层玻璃板的中空玻璃结构，甚至更多层玻璃板的中空玻璃结构。[0058]以上说明对本实用新型而言只是说明性的，而非限制性的，本领域普通技术人员理解，在不脱离权利要求所限定的精神和范围的情况下，可做出许多修改、变化或等效，但都将落入本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种真空玻璃封接结构的半成品，其特征在于:包括玻璃板与可焊接的金属带料，所述玻璃板具有两个板面和连接在所述两个板面之间的周缘面，至少其中一个板面通过玻璃粉浆料加热熔融连接有所述金属带料。
2.一种真空玻璃封接结构，所述真空玻璃具有至少两层平行设置的玻璃板，每一层玻璃板朝向相邻玻璃板的一侧具有待封接表面，其特征在于:每一层玻璃板的待封接表面通过玻璃粉浆料加热熔融连接金属带料，相邻层的玻璃板上的金属带料叠合在所述相邻层的玻璃板的待封接表面之间并气密焊接为一体。
3.根据权利要求1或2所述的真空玻璃封接结构，其特征在于:所述金属带料具有平行于所述玻璃板的平面主体。
4.根据权利要求3所述的真空玻璃封接结构，其特征在于:所述金属带料的平面主体上设有两个折弯边，所述折弯边的末端贴近所述玻璃板的待封接表面，构成U形断面型金属带料或F形断面型金属带料。
5.根据权利要求4所述的真空玻璃封接结构，其特征在于:所述金属带料的平面主体上朝向玻璃粉衆料的一侧表面外凸。
6.根据权利要求4所述的真空玻璃封接结构，其特征在于:所述玻璃板的待封接表面设置有斜边或下凹。
7.根据权利要求2所述的真空玻璃封接结构，其特征在于:叠合的金属带料之间的叠合表面内凹，所述内凹形成的空间可供涂覆低熔点钎焊金属，所述叠合的金属带料通过所述低熔点钎焊金属气密焊接为一体。
【文档编号】C03C27/08GK203683390SQ201420013947
【公开日】2014年7月2日 申请日期:2014年1月9日 优先权日:2014年1月9日
【发明者】戴陆节 申请人:洛阳北方玻璃技术股份有限公司 , 上海北玻玻璃技术工业有限公司