抗钠封接玻璃及其用图_2

文档序号:8353761阅读:来源:国知局
加入到玻璃中。该种类型的杂质通常不超过0.2重量%、优选0.1重量%的比率。该当然 也包括完全不含有Zr化。与所引用的现有技术中的教导相反的是,已发现即使是巧弃使用 Zr〇2来改进耐化学性,根据本发明所述的封接玻璃也具有非常良好的耐化学性。而且,已发 现Zr〇2能够起到晶种的作用,其在处理过程中促进结晶。根据本发明所述的封接玻璃的结 晶(包括部分结晶)是不合要求的,该是因为结晶区域导致封接件的制备中的困难和/或 甚至能够引起封接件的泄露。因此根据本发明所述的封接玻璃特别优选是非晶形玻璃,特 别是没有结晶区域的非晶形玻璃。
[0017] 在封接玻璃上进行的测试已显示,与所引用的现有技术相反的是,假如B2化的含 量增加到大于25%,是不可能建立水解老化的。相反,本发明人发现,大于25%至30%的更 高的棚含量甚至出人意料地提高了对钢烙体的抗性。由于上述组合物,根据本发明所述的 封接玻璃能够方便地W无结晶和无烙析的方式被烙融。
[0018] 在一个优选实施例中,根据本发明的封接玻璃包含高达5 %的化0和/或高达5 % 的Ti〇2和/或高达5%的SnO 2和/或高达15%的MgO。该些任选的额外的组分能够在封 接玻璃中单独存在,或者W任意的所需组合存在。该些组分特别地改进了在碱性范围内的 耐化学性。MgO是任选的组分,W及可被包含在封接玻璃中,W使封接玻璃的热膨胀适应于 配对封接件(joining partner)。通常MgO的含量增加导致热膨胀系数增加。本发明也预 见到封接玻璃中可有利地包含〇-<2%的MgO。
[0019] 特别优选的是,在上述限定内选择封接玻璃的组分,从而使得封接玻璃在 20°C -300°C的温度范围内的线性热膨胀系数a 2。_3。。。。的值为5. 5X l(T6ir哇10. 5X l(T6iri, 或者更优选5. 5 X 1〇-化-1至8. 5 X 10 -帝-1,非常特别优选6. 0 X 1〇-化-哇8. 0 X 10 -帝-1。特别 地,该可实现封接玻璃对氧化侣的热膨胀行为的适应。
[0020] 同样优选的是,封接玻璃额外包含高至30体积%的氧化物填充剂,特别是无机氧 化物填充剂。该些填充剂能够被特别地用于设定热膨胀行为和/或耐腐蚀性和/或流动行 为,填充剂优选W颗粒和/或纤维的形式存在。该样的填充剂的例子为MgO、Al2〇3和/或稳 定的Zr〇2。该些能够被优选地应用,W便使封接玻璃和填充剂混合物的热膨胀适应金属配 对封接件的热膨胀。填充剂材料通常不是玻璃基质的一部分,但是通常嵌入其中作为独立 的组分。
[0021] 本发明也包括一种第一封接部件和第二封接部件之间的封接件,其使用了上述封 接玻璃。封接部件应被理解为与封接玻璃连接的任意部件。在该种情况下,封接玻璃特别 地与各个封接部件形成完整接合。通过W下事实来区别完整接合;配对接合件、此处为各个 封接部件,与封接玻璃是通过原子力还是分子力保持在一起。该导致了不可分开的接合,其 仅能够通过破坏接合方式、此处为封接玻璃,才能被分离。特别有利的是,封接玻璃能够作 为一种配对封接件提供封接部件之间的气密封接件。
[0022] 封接部件之间的封接件是通过封接玻璃制备的,W及相应地存在于与封接玻璃相 接合的各个封接部件的封接区域。因此,封接区域是位于与封接玻璃相接触的各个封接部 件的表面上的区域。封接部件能够在其整个表面区域、也能在任意所期望的区域,与封接玻 璃接合,通过后者其能与其它封接部件接合。如上所述,根据本发明所述的封接玻璃尤其适 合用于封接陶瓷和/或金属。相应地,根据本发明的封接件提供了第一封接部件,其至少在 封接区域包含陶瓷或金属部件。第二封接部件也至少在封接区域包含陶瓷或金属。金属或 陶瓷的组合当然同样是可行的,并且包含在本发明中。在组合中,该也意味着第二封接部件 可W是在封接件的区域内由金属和陶瓷构成的混合部件。换言之W及可能简化地,根据本 发明的封接玻璃提供了金属与金属、或陶瓷与金属、或陶瓷与陶瓷、或金属或陶瓷与包含金 属和陶瓷的混合部件之间的连接件。
[0023] 如上所述,根据本发明的封接玻璃特别适合用于封接氧化侣,W及由此提供了一 种根据本发明的封接件,其中第一封接部件至少在封接区域包含氧化侣、特别由氧化侣组 成。第二封接部件至少在封接区域包含金属和氧化侣中的一个或其组合。在组合中,获得 的是特别地W在封接区域由金属和氧化侣构成的混合部件的形式的封接部件。
[0024] 如果第一封接部件的氧化侣包含a -或P -或P 氧化侣,特别是它由其组成, 是优选的。特别优选的是,第二封接部件的氧化侣也为a-氧化侣或0-氧化侣或0"-氧 化侣,如果其至少在封接区域由氧化侣组成或包含氧化侣的话。但是,该并不意味着第一封 接部件的氧化侣的实施例必须与第二封接部件的氧化侣的实施例相同;相反地,如果第一 和第二封接部件的氧化侣的实施例是不同的,例如如果第一封接部件包含a -氧化侣W及 第二封接部件包含0-氧化侣或0"-氧化侣,它可W是优选的。特别地在SBB中使用该配 置,并且其因此是令人感兴趣的。
[0025] 如果从NASICON(钢超离子导体)陶瓷的种类中,典型的为具有碱金属离子A(例 如化)和多价金属离子B(例如化、化、Ti)的A,By(P〇4)3型的种类中,选择陶瓷代替氧化侣, 同样也是可行的和优选的。上述所有实施例具有该些类型的陶瓷,也是可行的。
[0026] 同样可行的是传感器和/或致动器的外壳中的封接部件,其暴露于侵蚀性介质、 特别是液钢或钢盐。能够发现该些的可行的应用领域为例如,在通过盐烙体的电解合成液 钢中,W及也在用液钢冷却增殖反应堆的领域中。
[0027] 如上所述,第二封接部件同样优选地至少在封接区域包含金属。特别优选的是,该 金属的线性热膨胀系数a 2。_3。。1 (在同样的温度范围内)大于或等于陶瓷、特别是氧化侣的 线性热膨胀系数a 2。_3。。1。
[0028] 特别优选的是,该金属的线性热膨胀系数a 2。_3。。1的值大于8X 10可-1。该样的优 选的金属的例子为高级钢、低碳钢和/或镶合金。
[0029] 根据本发明的封接件使制备具有增加的使用年限和/或提高的效率的电化学能 量存储和/或能量产生单元成为可能。因此,该些同样也包含在本发明中。电化学能量存 储装置的例子为充电模式的蓄电池,电化学能量产生单元的例子为放电模式的电池或蓄电 池。用于化学和/或生物化学反应的反应器也是同样可行的,所述反应器中能态由反应物 和产物的各自的氧化和还原态表示。特别优选的是,根据本发明所述的能量存储和/或能 量产生单元为包括根据本发明的封接件的钢硫电池或钢-金属氯化物电池。
[0030] 根据本发明的封接件也使馈通装置、尤其是电馈通装置的制备变得便利。
[0031] 一个优选的电馈通装置包括设有馈通开口的金属载体元件和金属功能元件。用所 述封接玻璃将功能元件固定在馈通开口内,并使载体元件与功能元件电绝缘。由此馈通开 口被密封、特别是被气密密封。
[0032] 非常特别优选使用根据本发明的封接玻璃制备钢硫电池或钢-金属氯化物电池, 特别是用于气密密封其外壳和/或用于封闭和/或接合其电解质单元中的膜部件。也可W 使其与合适的载体元件等接合。
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