升温至450 °C?500 °C并保温5min?35min，最后以4°C /min?8°C /min的速度降温至室温，得到焊接后的蓝宝石构件。其它步骤与参数与【具体实施方式】一或五相同。
[0031]通过以下试验验证本发明方法效果:
[0032]试验1:本试验蓝宝石低温焊接方法按照以下步骤进行:
[0033]一、按质量分数称取50 %的Bi203、30 %的B203、10 %的Ba0、8 %的ZnO和2 %的Si02，将Bi203、B203、BaO、ZnO和Si02混合后即得到玻璃钎料。
[0034]二、取两块蓝宝石，将蓝宝石待焊接面用金刚石磨床磨抛至Ra为0.8 μ m，然后用丙酮清洗磨抛后的蓝宝石待焊接面并烘干；所述的蓝宝石主要成分为单晶α -Α1203，纯度为 99.9% ；
[0035]三、按体积比为1.5:1称取粘结剂与步骤一得到的玻璃钎料并混合，然后涂覆在步骤二处理得到的两块待焊蓝宝石磨抛后的待焊接面上，即得到带有涂覆层的蓝宝石；所述的涂覆层的厚度为200 μπι;所述的粘接剂按质量百分比由1%的丙三醇、4%的蒸馏水和95%的羟乙基纤维素混合制成；
[0036]四、将步骤三中得到的两块带有涂覆层的蓝宝石的涂覆层面对向接触放置，并用卡具固定，得到待焊连接件；
[0037]五、将经步骤四得到的待焊连接件放入真空钎焊炉中，以10°C /min升温至200°C并保温30min，再以10°C /min的速度升温至500°C并保温30min，最后以8°C /min的速度降温至室温，得到焊接后的蓝宝石构件。
[0038]1、本试验实现了较低的温度下对蓝宝石进行连接，所采用的玻璃钎料具有较低的熔点，低于500°C，因此不会出现局部应力集中造成构件连接失败；并且采用本试验方法得到的焊接接头的剪切强度可达到30MPa，远高于低温胶结的强度，在蓝宝石低温焊接领域已经达到领先水平，保证了连接的可靠性；
[0039]2、同时本试验中所用钎料为无机成分，与聚合物胶结方法相比较接头并不存在高温易老化的情况。
[0040]试验2:本试验蓝宝石低温焊接方法按照以下步骤进行:
[0041]一、按质量分数称取50 %的Bi203、30 %的B203、10 %的Ba0、8 %的ZnO和2 %的Si02，将Bi203、B203、BaO、ZnO和Si02混合后即得到玻璃钎料。
[0042]二、取两块蓝宝石，将蓝宝石待焊接面用金刚石磨床磨抛至Ra为0.8 μ m，然后用丙酮清洗磨抛后的蓝宝石待焊接面并烘干；所述的蓝宝石主要成分为单晶α -Α1203，纯度为 99.9% ；
[0043]三、按体积比为1.5:1称取粘结剂与步骤一得到的玻璃钎料并混合，然后涂覆在步骤二处理得到的两块待焊蓝宝石磨抛后的待焊接面上，即得到带有涂覆层的蓝宝石；所述的涂覆层的厚度为200 μπι;所述的粘接剂按质量百分比由1%的丙三醇、4%的蒸馏水和95%的羟乙基纤维素混合制成；
[0044]四、将步骤三中得到的两块带有涂覆层的蓝宝石的涂覆层面对向接触放置，并用卡具固定，得到待焊连接件；
[0045]五、将经步骤四得到的待焊连接件放入真空钎焊炉中，以10°C /min升温至200°C并保温30min，再以10°C /min的速度升温至450°C并保温30min，最后以5°C /min的速度降温至室温，得到焊接后的蓝宝石构件。
[0046]1、本试验方法实现了较低的温度下对蓝宝石进行连接，所采用的玻璃钎料具有较低的熔点，低于500°C，因此不会出现局部应力集中造成构件连接失败；并且采用本试验方法得到的焊接接头的剪切强度可达到31MPa，远高于低温胶结的强度，在蓝宝石低温焊接领域已经达到领先水平，保证了连接的可靠性；
[0047]2、同时本试验中所用钎料为无机成分，与聚合物胶结方法相比较接头并不存在高温易老化的情况。
【主权项】
1.一种蓝宝石低温焊接方法，其特征在于该方法按照以下步骤进行: 一、按质量分数称取40%?50 %的Bi203、20 %?40 %的B203、5 %?20 %的BaO、2 %?10%的ZnO和0.1%~ 2%的Si02，将Bi203、B203、Ba0、Zn0和S1jg合后即得到玻璃钎料； 二、取两块蓝宝石，将蓝宝石待焊接面用金刚石磨床磨抛至Ra为0.2 μ m?0.8 μ m，然后用丙酮清洗磨抛后的蓝宝石待焊接面并烘干； 三、按体积比为1.5?2:1称取粘结剂与步骤一得到的玻璃钎料并混合，然后涂覆在步骤二处理得到的两块待焊蓝宝石磨抛后的待焊接面上，即得到带有涂覆层的蓝宝石；所述的粘接剂按质量百分比由1%的丙三醇、4%的蒸馏水和95%的羟乙基纤维素混合制成； 四、将步骤三中得到的两块带有涂覆层的蓝宝石的涂覆层面对向接触放置，并用卡具固定，得到待焊连接件； 五、将经步骤四得到的待焊连接件放入真空钎焊炉中，以10°c/min升温至200°C并保温lOmin?30min，再以10°C /min的速度升温至450°C?500°C并保温5min?35min，最后以4°C /min?8°C /min的速度降温至室温，得到焊接后的蓝宝石构件。2.根据权利要求1所述的一种蓝宝石低温焊接方法，其特征在于步骤一中按质量分数称取 50% 的 Bi203、30% 的 B203、10% 的 Ba0、8% 的 ZnO 和 2% 的 Si02，将 Bi203、B203、Ba0、Zn0和Si02混合后即得到玻璃钎料。3.根据权利要求1所述的一种蓝宝石低温焊接方法，其特征在于步骤二中所述的蓝宝石主要成分为单晶α-A1203，纯度为99.9%。4.根据权利要求1所述的一种蓝宝石低温焊接方法，其特征在于步骤三中所述的涂覆层的厚度为100 μ m?500 μ m。5.根据权利要求1所述的一种蓝宝石低温焊接方法，其特征在于步骤五中将经步骤四得到的待焊连接件放入真空钎焊炉中，以10°c /min升温至200°C并保温30min，再以10°C /min的速度升温至450°C并保温30min，最后以5°C /min的速度降温至室温，得到焊接后的蓝宝石构件。
【专利摘要】一种蓝宝石低温焊接方法，涉及一种蓝宝石焊接方法。本发明解决现有蓝宝石焊接技术中焊接温度高，易造成构件连接失败的问题，以及现有低温胶结的方法接头强度低、接头易老化的问题。本发明方法：一、按质量分数称取Bi2O3、B2O3、BaO、ZnO和SiO2，并混合得到玻璃钎料；二、磨抛蓝宝石待焊接面,然后用丙酮清洗；三、按体积比混合粘接剂和玻璃钎料，并涂覆在蓝宝石上；四、将步骤三中得到的蓝宝石对向接触放置并用卡具固定，得到待焊连接件；五、对待焊连接件进行焊接。本发明方法能够缓解蓝宝石构件接头应力，稳定性良好，避免接头老化现象。本发明用于焊接蓝宝石。
【IPC分类】C03C8/24, B23K1/20, B23K1/008
【公开号】CN105364245
【申请号】CN201510956722
【发明人】林铁松, 何鹏, 祝明
【申请人】哈尔滨工业大学
【公开日】2016年3月2日
【申请日】2015年12月17日