一种过渡封接玻璃的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及玻璃材料领域，尤其设及一种过渡封接玻璃。
【背景技术】
[0002] 过渡封接技术广泛用于金属与玻璃之间的封接。由于金属和玻璃热膨胀系数的差 别过大，玻璃的热膨胀系数远小于金属的热膨胀系数，在高溫下与金属封接的玻璃内部会 产生很大的热应力，导致玻璃与金属材料无法直接封接。过渡封接技术主要是在金属和玻 璃之间添加热膨胀系数更相近的过渡玻璃材料W实现材料之间的匹配封接。但是过渡玻 璃材料的热膨胀系数越大，其稳定性和抗热震性都会降低，所W-种好的过渡玻璃需要具 有和金属相近的热膨胀系数，同时要保证优良的稳定性和强度。过渡玻璃的成分直接影响 着本身的热膨胀性能、可操作性、稳定性W及机械强度，也会影响它和金属材料封接的紧密 性。尤其在高溫差和高气压差的环境下，过渡玻璃承受着很大的应力，不良的封接甚至会引 起材料的失效炸裂，所W过渡玻璃的成分至关重要。中国专利CN102452794A公开了一种结 晶型低烙点封接玻璃及其制备方法，该种结晶型低烙点封接玻璃按重量百分比组成为Si化 为50~70%，211〇为10~30%，82〇3为1~1〇%，〔曰0为1~8%，化2〇为1~1〇%，^2〇 为10%，訊2〇3为0.1~1%，在该封接玻璃成分中，Sb2〇3具有毒性，长期使用该种封接玻 璃会对人的健康产生不良影响；中国专利CN10326398A公开了一种析晶型无铅低溫封接玻 璃及其制备与使用方法，在该专利中，采用了B203、Al2〇3、Si〇2、M0(Mg0、化0、SrO、BaO中的 一种或几种的混合物）、Bi2〇3的组合，但是，由于Bi元素具有微弱的放射性，其还是会影响 人的健康，因此有必要研究一种新的封接玻璃，要具有接近金属材料的热膨胀系数、热稳定 性好、机械强度高、易于成型的封接玻璃，同时还不含有放射性元素，重金属、有毒有害等元 素。
【发明内容】
[0003] 为实现上述目的，本发明研发了一种过渡封接玻璃，采用如下技术方案：
[0004] 一种过渡封接玻璃，原料组分按质量百分比组成为：Al2〇34-6%，MgO 0.001-0. 004%，B2O313-17%，CaO1-3%，K2O0.005-0. 008%，胞2〇 2-5%，Si〇270-75%， Fg2〇30. 〇4-〇. 06%O 阳〇化]本发明的耐高溫过渡封接玻璃，原料组分中既不包含具有毒性的物质，也不包含 放射性物质，同时玻璃具有接近金属的热膨胀系数、优良的热稳定性和机械强度、易于成型 等优点，还能有效抑制使用过程中微裂纹的形成，从而延长了制品的使用寿命。
[0006] 在本发明的玻璃组分中，Al2〇3具有多种优势，能降低玻璃的结晶倾向，提高玻璃的 化学稳定性、热稳定性、机械强度、硬度，并能提高玻璃的黏度等，较少的MgO可W使玻璃的 硬化速度变慢，改善玻璃的成形性能。同时MgO还能降低玻璃的结晶倾向和结晶速度，增加 玻璃的高溫黏度，提高玻璃的化学稳定性和机械强度。B203能降低玻璃的热膨胀系数，较高 含量的B203能有效提高玻璃的热稳定性和化学稳定性，改善玻璃的光泽，并提高玻璃的机 械性能，加入B203也可W使玻璃的成形溫度范围较宽。CaO是稳定剂，其目的是增加玻璃的 化学稳定性和机械强度。NazO能提供游离氧从而降低玻璃的粘度，是玻璃的助溶剂。KzO黏 度比钢玻璃大，引入极小比例的钟玻璃能降低玻璃的析晶倾向，增加玻璃的透明度和光泽。 [0007] 优选地，所述原料组分优选质量百分比为AI2O34-5%，MgO0. 002-0. 003%，Bz化 15-17%，CaO1-2%，KzO0.005-0. 007%，胞2〇2-3%，Si〇272-75%，化2〇30.04-0. 05%。CaO因为过大的含量会增大玻璃的结晶倾向，而且容易使玻璃发脆，其含量可W缩小到较小 的含量。而较大的NazO会增大玻璃的热膨胀系数，降低玻璃的热稳定性、化学稳定性和机 械强度，因此保持其较小的含量。 阳00引优选地，所述原料组分中，n(Na2D):n(A12D3)为1~1. 36。当玻璃中的化2〇与AI2O3的 摩尔比在1W上的范围时，则形成侣氧四面体并与娃氧四面体组成连续的结构网，稳定性 强度高。
[0009] 优选地，所述原料组分中，n(Na2。刪:n(A12峭为1~1. 36。K2〇在玻璃中的作用与化2〇 相似，当玻璃中n(Na如+K如(Al如3)? 1 1' 36的范围时，也会形成侣氧四面体并与娃氧四面 体组成连续的结构网。
[0010] 本发明的渡封接玻璃的热膨胀系数约为32至35x107K1，适合用于鹤等金属的过 渡封接。此配方的玻璃在具有接近金属的热膨胀系数、优良的热稳定性和机械强度、易于成 型等优点，还能有效抑制使用过程中微裂纹的形成，从而延长了制品的使用寿命。
【具体实施方式】 W11] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，W下结合实施例，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用W解释本发明，并不用于限 定本发明。
[0012] 在上述玻璃组成原料优选质量百分比范围内优选出实施例1~6配方，测试方法 为，热膨胀系数a在高溫邸式膨胀仪中进行测试，测试结果见表1中各个原料组分配方制 成的玻璃的热胀系数a。
[0013] 表1.本发明6个实施例的耐高溫过渡封接玻璃例原料组分配方W及其不同的热 膨胀系数测试结果
[0014]
[0016] 从表I中可W看出，在实施例I~6中，不同百分比的玻璃原料组分制成的玻璃的 热膨胀系数均满足玻璃与金属封接的要求，且如实施例1~4,当nwgw:nW2W或n^。2。《2。：)： 11012。3>在1-1. 36运个范围时，玻璃的热膨胀系数在32~35X107K么间，而玻璃的热膨胀 系数在32~35X10古1之间时，此时玻璃的热稳定性和机械强度均较好，玻璃性能最优。
[0017] W上所述，仅为本发明较佳的【具体实施方式】，但本发明的保护范围并不局限于此， 任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明掲露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换， 都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该W权利要求的保护范围 为准。
【主权项】
1. 一种过渡封接玻璃，其特征在于：原料组分按质量百分比组成为A1 2034~6%， MgOO. 001 ~0· 004 %，B20313 ~17%，CaOl~3 %，Κ200· 005 ~0· 008 %，Na202 ~5 %， Si0270 ~75 %，Fe2030. 04 ~0· 06 %。2. 根据权利要求1所述的一种过渡封接玻璃，其特征在于：所述原料组分中，按物质的 n(Na20):n(A1203);^ 1 ~ 1· 36。3. 根据权利要求1所述的一种过渡封接玻璃，其特征在于：所述原料组分中，按物质的 里计，n(Na20+K20):n(A1203)为 1 ~1. 36〇4. 根据权利要求2或3所述的一种过渡封接玻璃，其特征在于：所述原料组分优选质 量百分比为Al2034 ~5%，MgOO. 001 ~0· 002%，B20315 ~17%，CaOl~3%，Κ200· 006 ~ 0· 008 %，Na202 ~4 %，Si0273 ~75 %，Fe2030. 04 ~0· 05 %。5. 根据权利要求1~4任一所述的一种过渡封接玻璃，其特征在于：所述原料组分 优选质量百分比为Al2034.312 %，Mg00.002%，B20316.345 %，Ca02.865%，Κ200·006%， Na202. 767 %，Si0273. 672 %，Fe2030. 04 %。
【专利摘要】本发明涉及玻璃材料领域，尤其涉及一种过渡封接玻璃,原料组分按质量百分比组成为Al2O34-6％，MgO0.001-0.004％，B2O313-17％，CaO1-3％，K2O0.005-0.008％，Na2O2-5％，SiO270-75％，Fe2O30.04-0.06％。此配方的玻璃在具有接近金属的热膨胀系数、优良的热稳定性和机械强度、易于成型等优点，还能有效抑制使用过程中微裂纹的形成，从而延长了制品的使用寿命。
【IPC分类】C03C8/24
【公开号】CN105271756
【申请号】CN201510650694
【发明人】蔡志国, 黄小琳
【申请人】深圳凯世光研股份有限公司
【公开日】2016年1月27日
【申请日】2015年9月30日