一种用于钛热电池盖板的封接玻璃及其封接工艺的制作方法

文档序号:17836608发布日期:2019-06-05 23:38阅读:183来源:国知局
本发明属于玻璃封接
技术领域
,具体涉及一种用于钛热电池盖板的封接玻璃及其封接工艺。
背景技术
:钛及钛合金应用于具有特殊用途的热电池外壳和盖板,钛及钛合金盖板与极柱封接作为热电池绝缘子,是热电池重要部件,决定了热电池的品质。钛及钛合金盖板与膨胀合金丝的封接材料采用的是玻璃。由于钛及钛合金具有比强度高,热导率低、抗冲击和耐腐蚀的特性,被广泛应用于航空航天等领域。长期以来,低温封接材料大部分采用氧化铅系玻璃,由于其化学性质稳定,绝缘电阻高等优点广泛应用于真空电子、介电材料等领域。但是《电子信息产品污染控制随着欧盟rohs指令和我国管理办法》相继出台实施,对含铅材料使用进行了严格的限制。用无铅玻璃代替含铅玻璃势在必行。众所周知,钛的化学性质活泼,高温下与氧、氮、氢等气体发生反应,给后续的表面处理工作带来一定难度。因此,封接温度不能高于800℃。铋盐系玻璃具有较低的软化、封接温度和较好的化学稳定性,可以应用在钛及钛合金的封接材料。技术实现要素:为了解决上述技术问题,本发明提供一种用于钛热电池盖板的封接玻璃及其封接工艺,使该封接玻璃能够满足热膨胀系数、化学稳定性、使用温度等一系列要求。本发明是这样是实现的,根据本发明的一个方面,提供了一种用于钛热电池盖板的封接玻璃,按照摩尔百分比,包含下列组分:sio2:20-30%;zno:20-30%;b2o3:20-30%;bi2o3:20-30%;cao:2-5%;al2o3:1-5%;na2o:1-5%。根据本发明的另外一个方面,提供了一种利用上述玻璃对钛热电池盖板进行封接的方法,包括如下步骤:1)将权利要求1中的混合料放入氧化铝坩埚中,加热至950-1150℃,保温约100-150min;2)将熔化后的玻璃液倒入冷水中淬冷,以无水乙醇为溶剂研磨成粉,烘干并过200目筛得到封接玻璃粉末;3)所得玻璃粉加入质量百分比5%-8%的有机粘结剂进行造粒,然后制成玻璃生坯;4)预烧温度为30-400℃,烧结成型温度为400-500℃;5)使用石墨模具和铝碳化硅外壳、插针、玻璃珠组装成整体,在常压氮气保护下进行封接,封接温度为600-750℃。与现有技术相比,本发明的优点在于:本发明所述的封接玻璃封接后的性能得到明显提高,气密性良好,可达到1×10-8pa.m3/s。本发明提供的低温封接玻璃对常见玻璃的成分和用量进行改变及调控,得到封接性能优异的封接玻璃,钛及钛合金封接后匹配良好、气密性优良、绝缘电阻达标。具体实施方式为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,下面结合实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明,并不用于限定本发明。实施例1、一种用于钛热电池盖板的封接玻璃,按照摩尔百分比,包含下列组分:sio2:20%;zno:20%;b2o3:20%;bi2o3:30%;cao:5%;al2o3:2%;na2o:3%。一种利用上述玻璃对钛热电池盖板进行封接的方法,包括如下步骤:1)将权利要求1中的混合料放入氧化铝坩埚中,加热至950℃,保温约100min;2)将熔化后的玻璃液倒入冷水中淬冷,以无水乙醇为溶剂研磨成粉,烘干并过200目筛得到封接玻璃粉末;3)所得玻璃粉加入质量百分比5%的有机粘结剂进行造粒,然后制成玻璃生坯;4)预烧温度为30℃,烧结成型温度为400℃;5)使用石墨模具和铝碳化硅外壳、插针、玻璃珠组装成整体,在常压氮气保护下进行封接,封接温度为600℃。实施例2、一种用于钛热电池盖板的封接玻璃,按照摩尔百分比,包含下列组分:sio2:25%;zno:25%;b2o3:25%;bi2o3:20%;cao:2%;al2o3:2%;na2o:1%。一种利用上述玻璃对钛热电池盖板进行封接的方法,包括如下步骤:1)将权利要求1中的混合料放入氧化铝坩埚中,加热至1000℃,保温约125min;2)将熔化后的玻璃液倒入冷水中淬冷,以无水乙醇为溶剂研磨成粉,烘干并过200目筛得到封接玻璃粉末;3)所得玻璃粉加入质量百分比6%的有机粘结剂进行造粒,然后制成玻璃生坯;4)预烧温度为200℃,烧结成型温度为450℃;5)使用石墨模具和铝碳化硅外壳、插针、玻璃珠组装成整体,在常压氮气保护下进行封接,封接温度为650℃。实施例3、一种用于钛热电池盖板的封接玻璃,按照摩尔百分比,包含下列组分:sio2:30%;zno:20%;b2o3:20%;bi2o3:20%;cao:2%;al2o3:5%;na2o:3%。一种利用上述玻璃对钛热电池盖板进行封接的方法,包括如下步骤:1)将权利要求1中的混合料放入氧化铝坩埚中,加热至1150℃,保温约50min;2)将熔化后的玻璃液倒入冷水中淬冷,以无水乙醇为溶剂研磨成粉,烘干并过200目筛得到封接玻璃粉末;3)所得玻璃粉加入质量百分比8%的有机粘结剂进行造粒,然后制成玻璃生坯;4)预烧温度为400℃,烧结成型温度为500℃;5)使用石墨模具和铝碳化硅外壳、插针、玻璃珠组装成整体,在常压氮气保护下进行封接,封接温度为750℃。实施例4、一种用于钛热电池盖板的封接玻璃,按照摩尔百分比,包含下列组分:sio2:25%;zno:20%;b2o3:25%;bi2o3:23%;cao:3%;al2o3:3%;na2o:1%。一种利用上述玻璃对钛热电池盖板进行封接的方法,包括如下步骤:1)将权利要求1中的混合料放入氧化铝坩埚中,加热至950-1150℃,保温约100-150min;2)将熔化后的玻璃液倒入冷水中淬冷,以无水乙醇为溶剂研磨成粉,烘干并过200目筛得到封接玻璃粉末;3)所得玻璃粉加入质量百分比5%-8%的有机粘结剂进行造粒,然后制成玻璃生坯;4)预烧温度为400℃,烧结成型温度为450℃;5)使用石墨模具和铝碳化硅外壳、插针、玻璃珠组装成整体,在常压氮气保护下进行封接,封接温度为620℃。封接后对封接效果按照gjb1217a-2009所述标准与测试方法进行测试,结果如表1所示。表1各实施例的玻璃封接性能试验参数试验参数软化温度热膨胀系数绝缘电阻气密性实施例1550℃83.6×10-7℃-13.9×109ω1.0×10-9pa.m3/s实施例2590℃84.2×10-7℃-17.5×109ω3×10-9pa.m3/s实施例3600℃80.6×10-7℃-11.3×109ω5.6×10-8pa.m3/s实施例4520℃87.6×10-7℃-15.6×109ω8.2×10-8pa.m3/s当前第1页12
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