一种钢化真空玻璃的制作方法
【专利摘要】一种钢化真空玻璃，包括至少两个平行设置的玻璃基板，玻璃基板中至少有一个为钢化玻璃，两两相邻玻璃基板的周边通过边缘封接体密封、中间设置有支撑物阵列形成真空空间，所述边缘封接体是由两两相邻玻璃基板的周边通过金属封接时形成的金属封边结构，边缘封接体由过渡层、金属化层、金属间化合物层、焊料层、金属间化合物层、金属化层和过渡层依次层叠构成，其中，金属化层为金属浆料烧结而成的海绵骨架状结构，焊料加热熔化后填充在相邻金属化层表面的海绵骨架状结构的毛细孔中，形成金属间化合物层。本发明兼具钢化玻璃和真空玻璃的优势，边缘封接体能够满足真空玻璃封边气密性的要求，保证钢化真空玻璃的力学性能、耐久性和耐候性。
【专利说明】
一种钢化真空玻璃
技术领域
[0001 ]本发明涉及真空玻璃制造技术领域，具体涉及一种钢化真空玻璃。
【背景技术】
[0002]作为一种新一代节能环保玻璃，真空玻璃由于具有优良的透光、隔热、隔声、保温性能，在新能源开发、利用和节能领域具有广阔的应用前景。真空玻璃是由两块或多块玻璃之间用封接材料气密性封接而成，封接体的可靠性直接影响着真空玻璃的使用性能和寿命O
[0003]目前，公开专利中涉及的真空玻璃产品，大多使用低熔点玻璃粉实现真空玻璃的封接，封接温度一般在420?450°C，这不仅消耗大量的能源，还限制了钢化技术在真空玻璃上的应用。另外，采用其它有机材料作为真空玻璃封边封口材料，所生产的真空玻璃的力学性能、耐久性和耐候性均较差，大大缩减了真空玻璃的使用寿命。
【发明内容】
[0004]本发明提供了一种钢化真空玻璃，该真空玻璃兼具钢化玻璃和真空玻璃的优势，并保证了真空玻璃封边结构的气密性、力学性能、耐久性和耐候性。
[0005]本发明所采用的技术方案为:一种钢化真空玻璃，包括至少两个平行设置的玻璃基板，玻璃基板中至少有一个为钢化玻璃，两两相邻玻璃基板的周边通过边缘封接体密封、中间设置有支撑物阵列形成真空空间，所述的边缘封接体是由两两相邻玻璃基板的周边通过金属封接时形成的金属封边结构，边缘封接体由过渡层、金属化层、金属间化合物层、焊料层、金属间化合物层、金属化层和过渡层依次层叠构成，其中，金属化层为金属浆料烧结而成的海绵骨架状结构，焊料加热熔化后填充在相邻金属化层表面的海绵骨架状结构的毛细孔中，形成金属间化合物层。
[0006]本发明中，所述的焊料层由低温含锡焊料熔化后形成，低温含锡焊料为锡与过渡金属、稀有金属、贵金属中的一种或几种的组合。
[0007 ]进一步的，所述的焊料层的材质为为 Sn-Ag-Cu、Sn-Au、Sn-Pb、Sn-Ag、Sn-Cu、Sn-Zn、Sn-B1、Sn-Sb、Sn-Ag-Cu-B1、Sn-Ag-B1-1n-T1、Sn-Ag-B1-1n、Sn-Ag-Cu-1n-Ti或Sn-Ag-B1-Cu-1n-Ti 合金。
[0008]本发明中，所述的金属浆料为银浆、银包铜浆或银包镍浆，所述银浆、银包铜浆或银包镍浆含有稀有金属、过渡金属、贵金属中的一种或几种。
[0009]本发明中，所述的金属间化合物层与焊料层的结合面为齿面。
[0010]进一步的，所述的金属间化合物层包含Ag3Sn、AgZn或ImSn的一种或多种的组合。[0011 ]本发明中，所述的金属化层中含有3?10%的玻璃相。
[0012]本发明中，所述的过渡层是由金属浆料在玻璃基板上烧结而成，其包括包裹有金属颗粒的玻璃相层以及网状结构的金属氧化物层。
[0013]本发明中，至少一个玻璃基板上设有抽气口以及用于密封抽气口的封口片。
[0014]本发明中，所述的边缘封接体的外侧设有密封胶、树脂或塑料填充的二次外围密封体。
[0015]本发明中，各层之间无明显界限，相互包容;本发明中，金属浆料系由导电相、玻璃粉和有机添加剂混合而成。
[0016]本发明中，过渡层包括与玻璃基板烧结在一起的玻璃相，且玻璃相中包裹有金属颗粒，金属颗粒骨架中存在氧化物相。即金属颗粒高温氧化一-银浆中的玻璃相熔化浸润银颗粒表面一-氧化银溶入玻璃相一-含氧化银玻璃相渗透浸入玻璃表面。
[0017]有益效果:1、金属化层中含有玻璃相，烧结过程中，在毛细压力作用下，玻璃相处于金属化层的底部，将海绵骨架状的金属化层与基板烧结在一起，包裹金属颗粒的玻璃相层称金属过渡层。本发明的金属化层中有两个过渡层，一个是描述金属化层与基板之间关系的金属过渡层，另一个是描述金属与玻璃相之间关系的网状结构的金属氧化物过渡层，是与金属过渡层同步烧结相互包融的一体结构，过渡层附着力高，抗热冲击性能好，钎焊后的焊料可速冷，避免了 “蚀银”现象。
[0018]2、本发明的金属间化合物层为齿面层，焊料要填充海绵骨架的毛细孔，即焊料要浸润顶部未被玻璃相包裹的金属化层实现气密性封接，焊料形成齿键，将上下基板的金属化层牢固的锚固在一起，从而使获得的封接体更加牢固、可靠，并且气密性更好。
[0019]3、与现有技术相比，本发明的边缘封接体能够在保证气密性的要求下，很好地适应真空玻璃使用过程中产生的应力，力学性能更好，从而能够保证真空玻璃产品使用过程中的稳定性和安全性。
【附图说明】
[0020]图1为本发明的钢化真空玻璃结构图；
图2为实施例1的示意图；
图3为实施例2的示意图；
图4为实施例3的示意图；
图5和图6为边缘封接体金相结构的显微视图。
[0021 ]附图标记:1、玻璃基板，2、边缘封接体，3、支撑物，4、抽气口，5、封口片，6、二次外围密封体。
【具体实施方式】
[0022]下面结合具体实施例对本发明的钢化真空玻璃作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
[0023]—种钢化真空玻璃，如图1所示，包括至少两个平行设置的玻璃基板I，玻璃基板I中至少有一个为钢化玻璃，两两相邻玻璃基板I的周边通过边缘封接体2密封、中间设置有支撑物3阵列形成真空空间，两两相邻玻璃基板I的边缘封接体2的外侧设有密封胶、树脂或塑料填充的二次外围密封体6。其中，边缘封接体2是由两两相邻玻璃基板I的周边通过金属封接时形成的金属封边结构，金属封接方法包括激光加热或感应加热时局部高温熔化包含锡在内的合金材料的方法，用以防止钢化玻璃的退火，封接温度不高于250°C。其中，真空玻璃可与其它如中空、夹胶等类型基板复合;支撑物材料应为无机材料如金属材料、玻璃材料或陶瓷材料等。至少一个玻璃基板I上设有抽气口 4以及用于密封抽气口 4的封口片5，其中，抽气口 4米用金属片密封。
[0024]本发明的边缘封接体2由过渡层、金属化层、金属间化合物层、焊料层、金属间化合物层、金属化层和过渡层依次层叠构成，且各层之间无明显界限，相互包容。其中，如图5和图6所示，金属化层为金属浆料烧结而成的海绵骨架状结构，焊料加热熔化后填充在相邻金属化层表面的海绵骨架状结构的毛细孔中，形成金属间化合物层。金属浆料为银浆、银包铜浆或银包镍浆，所述银浆、银包铜浆或银包镍浆含有稀有金属、过渡金属、贵金属中的一种或几种;其中，焊料层为由低温含锡焊料熔化后形成，低温含锡焊料为锡与过渡金属、稀有金属、贵金属中的一种或几种的组合，所述的焊料层的材质为Sn-Ag-Cu、Sn-Au、Sn-Pb、Sn-Ag、Sn-Cu、Sn-Zn、Sn-B 1、Sn-Sb、Sn-Ag-Cu-B1、Sn-Ag-B1-1n_T 1、Sn-Ag-B1-1η、Sn-Ag-Cu-1n-Ti 或 Sn-Ag-B1-Cu-1n-Ti 合金。
[0025]所述的金属间化合物层与焊料层的结合面为齿面，金属间化合物层包含Ag3Sn、AgZn或In3Sn—种及几种的组合。所述的金属化层中含有3?10%的玻璃相，焊料浸润金属化层中未被玻璃相包裹的区域实现气密性封接。
[0026]所述的过渡层是由金属浆料在玻璃基板I上烧结而成，其包括包裹有金属颗粒的玻璃相层以及网状结构的金属氧化物层。
[0027]实施例1
如图2所示，本实施例的边缘封接体2由过渡层、银层、金属间化合物层、焊料层、金属间化合物层、银层和过渡层依次构成。其中，金属化层为金属浆料烧结而成的海绵骨架状结构，金属浆料为银浆;其中，焊料层为低温含锡焊料，低温含锡焊料为锡与过渡金属、锡与贵金属的组合，所述的焊料层的材质为Sn-Cu、Sn-Zn、Sn-Ag-Cu、Sn-Ag或Sn-Au。
[0028]其中的金属间化合物层为焊料层和银层反应而成的齿面层，凹凸不平的齿面层保证了银层与焊料结合更加牢固，焊料填充在银层的海绵骨架状结构的毛细孔中，气密性更好。金属间化合物层包含Ag3Sn、AgZn单一种类或不同种类金属间化合物组合。银层中含有5?10%的玻璃相，焊料浸润银层中未被玻璃相包裹的区域实现气密性封接。
[0029]其中的过渡层为银浆在玻璃基板烧结而形成，其中包括包裹有银颗粒的金属过渡层以及网状结构的氧化银过渡层。烧结过程中，在毛细压力作用下，将银浆与玻璃基板烧结在一起。过渡层包括包裹有银颗粒的金属过渡层和网状的银氧化物层，二者为同步烧结形成相互包融的一体结构，过渡层附着力高，抗热冲击性能好，钎焊后的焊料可速冷。
[0030]实施例2
如图3所示，本实施例的边缘封接体2由过渡层、银铜复合层、金属间化合物层、焊料层、金属间化合物层、银铜复合层和过渡层依次构成。其中，金属化层为金属浆料烧结而成的海绵骨架状结构，金属浆料为银包铜浆。其中，焊料层为由低温含锡焊料熔化后形成，含锡焊料为锡与过渡金属、稀有金属的组合，包括Sn-Ag-B1-1ruSn-Ag-B1-Cu-1n-TlSn-Ag-B1-1n-Ti 或 Sn-Ag-Cu-1n-Ti 合金 。
[0031]其中的金属间化合物层为焊料层和银铜复合层反应而成的齿面层，凹凸不平的齿面层保证了银铜复合层与焊料结合更加牢固，焊料填充在银铜复合层的海绵骨架状结构的毛细孔中，气密性更好。金属间化合物层包含Ag3Sn、AgZn或IrwSn—种或几种的组合。银铜复合层中含有3?10%的玻璃相，焊料浸润银铜复合层中未被玻璃相包裹的区域实现气密性封接。
[0032]其中的过渡层为银包铜浆在玻璃基板表面烧结而成，其中包括包裹有银颗粒和铜颗粒的金属过渡层，金属过渡层的银颗粒和铜颗粒骨架中存在网状结构的银氧化物和铜氧化物过渡层。烧结过程中，在毛细压力作用下，将银包铜浆与玻璃基板烧结在一起。过渡层包括玻璃相层和网状结构的银氧化物和铜氧化物层，同步烧结为相互融合的一体结构，过渡层附着力高，抗热冲击性能好，钎焊后的焊料可速冷。玻璃基板钢化过程中，在烧结炉内，玻璃相将金属颗粒与玻璃基板牢固的烧结在一起，若发生损伤，仅仅发生在玻璃基板浅表面，不影响玻璃的性能。
[0033]实施例3
如图4所示，本实施例的边缘封接体2由过渡层、银镍复合层、金属间化合物层、焊料层、金属间化合物层、银镍复合层和过渡层依次构成。其中，金属化层为金属浆料烧结而成的海绵骨架状结构，金属浆料为银包镍浆。其中，焊料层为低温含锡焊料，含锡焊料为锡与过渡金属、稀有金属的组合，焊料层为Sn-Pb、Sn-Sb、Sn-Bi或Sn-Ag-Cu-Bi。
[0034]其中的金属间化合物层为焊料和银镍复合层反应而成的齿面层，凹凸不平的齿面层保证了银镍复合层与焊料结合更加牢固，焊料填充在银镍复合层的海绵骨架状结构的毛细孔中，气密性更好。金属间化合物层包含Ag3Sn。银镍复合层中含有3?10%的玻璃相，焊料浸润银镍复合层中未被玻璃相包裹的区域实现气密性封接。
[0035]其中的过渡层为银包镍浆在玻璃基板表面烧结而成，其中包括包裹有银颗粒和镍颗粒的金属过渡层，金属过渡层的银颗粒和镍颗粒骨架中存在网状结构的银氧化物和镍氧化物过渡层。烧结过程中，在毛细压力作用下，将银包镍浆与基板表面烧结在一起。过渡层包括玻璃相层和网状结构的银氧化物和镍氧化物层，相互烧结为相互包融的一体结构，过渡层附着力高，抗热冲击性能好，钎焊后的焊料可速冷。
[0036]本发明中，所采用的银浆金属浆料中还可以含有稀有金属、过渡金属、贵金属中的一种或几种的组合，可以形成如银钛复合层、银铪铼复合层等金属化层;所采用的银包铜浆金属浆料中还可以含有稀有金属、过渡金属、贵金属中的一种或几种的组合，如形成的银铟铜复合层、银钛铜复合层、银铼铜复合层等金属化层;所采用的银包镍浆金属浆料中还可以含有稀有金属、过渡金属、贵金属中的一种或几种，如银锰镍复合层、银铪镍复合层、银钼镍复合层等金属化层。
[0037]本发明提供了一种钢化真空玻璃，涉及的边缘封接体能够满足真空玻璃封边气密性的要求，该真空玻璃兼具钢化玻璃和真空玻璃的优势，并保证了钢化真空玻璃封边结构的力学性能、耐久性和耐候性。
【主权项】
1.一种钢化真空玻璃，包括至少两个平行设置的玻璃基板(I)，其特征在于:玻璃基板(I)中至少有一个为钢化玻璃，两两相邻玻璃基板(I)的周边通过边缘封接体(2)密封、中间设置有支撑物(3)阵列形成真空空间，所述的边缘封接体(2)是由两两相邻玻璃基板(I)的周边通过金属封接时形成的金属封边结构，边缘封接体(2)由过渡层、金属化层、金属间化合物层、焊料层、金属间化合物层、金属化层和过渡层依次层叠构成，其中，金属化层为金属浆料烧结而成的海绵骨架状结构，焊料加热熔化后填充在相邻金属化层表面的海绵骨架状结构的毛细孔中，形成金属间化合物层。2.根据权利要求1所述的一种钢化真空玻璃，其特征在于:所述的焊料层由低温含锡焊料熔化后形成，低温含锡焊料为锡与过渡金属、稀有金属、贵金属中的一种或几种的组合。3.根据权利要求2所述的一种钢化真空玻璃，其特征在于:所述的焊料层的材质为Sn-Ag-Cu、Sn-Au、Sn-Pb、Sn-Ag、Sn-Cu、Sn-Zn、Sn-B1、Sn-Sb、Sn-Ag-Cu-B1、Sn-Ag-B1-1n-T1、Sn-Ag-B1-1n、Sn-Ag-Cu-1n-Ti 或 Sn-Ag-B1-Cu-1n-Ti 合金。4.根据权利要求1所述的一种钢化真空玻璃，其特征在于:所述的金属浆料为银浆、银包铜浆或银包镍浆，所述银浆、银包铜浆或银包镍浆含有稀有金属、过渡金属、贵金属中的一种或几种。5.根据权利要求1所述的一种钢化真空玻璃，其特征在于:所述的金属间化合物层与焊料层的结合面为齿面。6.根据权利要求5所述的一种钢化真空玻璃，其特征在于:所述的金属间化合物层包含Ag3Sn、AgZn或IrwSr^tl—种或多种的组合。7.根据权利要求1所述的一种钢化真空玻璃，其特征在于:所述的金属化层中含有3?10%的玻璃相。8.根据权利要求1所述的一种钢化真空玻璃，其特征在于:所述的过渡层是由金属浆料在玻璃基板(I)上烧结而成，其包括包裹有金属颗粒的玻璃相层以及网状结构的金属氧化物层。9.根据权利要求1所述的一种钢化真空玻璃，其特征在于:至少一个玻璃基板(I)上设有抽气口(4)以及用于密封抽气口(4)的封口片(5)。10.根据权利要求1所述的一种钢化真空玻璃，其特征在于:所述的边缘封接体(2)的外侧设有密封胶、树脂或塑料填充的二次外围密封体(6)。
【文档编号】C03C27/08GK105906222SQ201610521440
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年7月5日
【发明人】赵雁, 李彦兵, 梁喜平, 李素真
【申请人】洛阳兰迪玻璃机器股份有限公司