技术领域
本发明涉及太阳能真空集热管领域，尤其涉及一种中硼硅玻璃及其应用。
背景技术：
由中高温太阳能真空集热管结构可知，外层玻璃管与内部金属管间的真空密封是靠玻璃与可伐合金的密封封接来实现的。一般地，内部金属管的使用温度为300~550℃，而外层玻璃管的使用温度一般不会超过150℃。为适应温差造成的影响，除采用波纹管进行膨胀量补偿外，还需采用与可伐合金相同热膨胀系数的玻璃管保证可靠封接（解释：两种热膨胀系数不同的材料封接在一起受热，升高相同温度两种材料热膨胀量不同，即本来连接在一起的两种材料，一种膨胀的大，另一种膨胀的小，封接处就极容易发生泄漏），从而保证集热管的真空密封性。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种与可伐合金膨胀系数相匹配的中硼硅玻璃。
本发明的另一目的在于提供上中硼硅玻璃与可伐合金的封接方法。
本发明的上述目的是通过以下技术方案来实现的：
一种中硼硅玻璃，由以下重量比的组分构成：SiO2 72~75%；B2O3 12.8~13.7%；Al2O35.1~7.5%；CaO 0.1~1.4%；Na2O 0.5~4.5%；K2O 1.1~3%。
一种中硼硅玻璃，最佳重量比的组分构成为：SiO2 72%；B2O3 12.8%；Al2O3 7%；CaO 1.4%；Na2O 4.5%；K2O 2.3%。
中硼硅玻璃的应用，将经过烧氢处理的可伐合金和中硼硅玻璃同时加热到500℃以上，待玻璃呈熔融态时将可伐合金插进玻璃端面约5mm，此时玻璃和可伐合金完成双包边封接。
本发明的有益效果：
本发明的中硼硅玻璃的平均线膨胀系数为(5.0±0.1)×10-6K-1，与可伐合金（Kovar 4J29）的热膨胀系数相匹配，这样在将可伐合金与该中硼硅玻璃密封后，由于相匹配的膨胀系数在使用时其膨胀量相同，所以可伐合金与该中硼硅玻璃能可靠封接，从而保证集热管的真空密封性。
本发明的中硼硅玻璃的透过率为91.5~92%（太阳能全光谱），所以采用该中硼硅玻璃制作太阳能真空集热管时，该中硼硅玻璃的太阳光透过率高，从而保证集热管吸收大部分的太阳能。
本发明的中硼硅玻璃的软化点温度为785℃±10℃，远远超过太阳能集热管最高使用温度（550℃），所以可以采用该中硼硅玻璃作为集热管的材料。
本发明的中硼硅玻璃的抗机械冲击为直径30mm钢球在80cm高处自由落下冲击不破损，这样采用该中硼硅玻璃制作集热管时，会有一定的抗冲击性，从而损坏率低。
将该中硼硅玻璃与可伐合金封接后其抗拉强度大（最大27KN）、耐冷热冲击性能强（温度差≥220℃）、真空密封性能好（ <5×10-10Pa·L/m3）。
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容、实现目标效果，以下结合实施方式详予说明。
实施例1
本实施例的中硼硅玻璃，由以下重量比（基于氧化物）的组分构成：SiO2 72%；B2O312.8%；Al2O3 7%；CaO 1.4%；Na2O 4.5%；K2O 2.3%。
实施例2
本实施例的中硼硅玻璃，由以下重量比（基于氧化物）的组分构成：SiO2 73%；B2O313.7%；Al2O3 5.1%；CaO 1.3%；Na2O 3.9%；K2O 3%。
实施例3
本实施例的中硼硅玻璃，由以下重量比（基于氧化物）的组分构成：SiO2 75%；B2O3 13%；Al2O3 7.5%；CaO 0.1%；Na2O 3.3%；K2O 1.1%。
实施例4
本实施例的中硼硅玻璃，由以下重量比（基于氧化物）的组分构成：SiO2 75%；B2O313.5%；Al2O3 7.4%；CaO 0.9%；Na2O 0.5%；K2O 2.7%。
实施例5
本实施例的中硼硅玻璃，由以下重量比（基于氧化物）的组分构成：SiO2 74%；B2O313.6%；Al2O3 6%；CaO 0.3%；Na2O 4.1%；K2O 2%。
实施例6
本实施例的中硼硅玻璃，由以下重量比（基于氧化物）的组分构成：SiO2 74.8%；B2O313.6%；Al2O3 6.8%；CaO 0.8%；Na2O 2.2%；K2O 1.8%。
本发明中，提供的中硼硅玻璃，由以下重量比（基于氧化物）的组分构成：SiO2 72~75%；B2O3 12.8~13.7%；Al2O3 5.1~7.5%；CaO 0.1~1.4%；Na2O 0.5~4.5%；K2O 1.1~3%。
本发明中的中硼硅玻璃的理化特性为：
平均线膨胀系数：α=(5.0±0.1)×10-6K-1(t=20℃~300℃)
密度：ρ=2.32±0.02g/cm3(t=20℃)
透过率： 91.5~92%（太阳能全光谱）
软化点温度：785℃±10℃
耐水性能：98℃时为Ⅰ级，121℃时为Ⅰ级
耐酸碱性能：耐酸S1级（DIN 12116-2001），耐碱A2级（GB/T 6580-1997）
耐冷热冲击性：温度差≥220℃
抗机械冲击：直径30mm钢球在80cm高处自由落下冲击不破损。
该中硼硅玻璃的平均线膨胀系数为(5.0±0.1)×10-6K-1，与可伐合金（Kovar 4J29）的热膨胀系数相匹配，这样在将可伐合金与该中硼硅玻璃密封后，由于相匹配的膨胀系数在使用时其膨胀量相同，所以可伐合金与该中硼硅玻璃能可靠封接，从而保证集热管的真空密封性。
该中硼硅玻璃的透过率为91.5~92%（太阳能全光谱），所以采用该中硼硅玻璃制作太阳能真空集热管时，该中硼硅玻璃的太阳光透过率高，从而保证集热管吸收大部分的太阳能。
该中硼硅玻璃的软化点温度为785℃±10℃，远远超过太阳能集热管最高使用温度（550℃），所以可以采用该中硼硅玻璃作为集热管的材料。
该中硼硅玻璃的抗机械冲击为直径30mm钢球在80cm高处自由落下冲击不破损，这样采用该中硼硅玻璃制作集热管时，会有一定的抗冲击性，从而损坏率低。
该中硼硅玻璃与可伐合金封接工艺：封接时，将经过烧氢处理的可伐合金和中硼硅玻璃同时加热到500℃以上，待玻璃呈熔融态时将可伐合金插进玻璃端面约5mm（玻璃壁厚大于可伐壁厚），此时玻璃和可伐合金完成双包边封接。
该中硼硅玻璃管与可伐合金封接后，对玻璃金属封接段进行抗拉强度测试、冷热冲击测试和真空密封性能测试，其结果为：抗拉伸力，最大27KN；耐冷热冲击性能，温度差≥220℃；真空密封性能， <5×10-10Pa·L/m3。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。