[发明专利]高硼硅硬质玻璃与可伐合金直接匹配封接方法

说明书

技术领域

本发明设计一种玻璃和金属的封接方法，具体涉及一种高硼硅硬质玻璃与可伐合金直接匹配封接方法。 

背景技术

高硼硅玻璃（又名硬质玻璃），因线热膨胀系数为(3.3士0.1)×10^-6/K，也称之为“硼硅玻璃3.3”。它是一种低膨胀率、耐高温、高强度、高硬度、高透光率和高化学稳定性的特殊玻璃材料，因其优异的性能，被广泛应用于太阳能、化工、医药包装、电光源、工艺饰品等行业。它的良好性能已得到世界各界的广泛认可，特别是太阳能领域应用更为广泛，太阳能中高温集热管由3.3高硼硅玻璃外管和不锈钢金属内管组成夹层为真空的双层管，因此，需进行3.3高硼硅玻璃外管和金属内管的封接，封接强度和气密性是集热管质量和寿命的关键影响因素。因玻璃的膨胀系数约为（3.3士0.1）×10^-6/K，与不锈钢内管的膨胀系数差距过大，一般采用低膨胀合金4J29可伐，作为过渡金属，但4J29可伐合金的膨胀系数为5.3×10^-6/K，而玻璃和金属封接的可靠膨胀系数差，不能超过15%，因此，现有技术的封接需要采用4种膨胀系数介于3.3高硼硅玻璃和4J29可伐合金的过渡玻璃，进行过渡封接，过渡封接质量虽然能满足要求，但生产效率低、质量稳定一致性差、生产成本高，难以推广应用。 

因此，很有必要在现有技术的基础之上，研究设计一种与高硼硅玻璃膨胀系数接近，无需采用多种过渡合金，生产效率高的高硼硅硬质玻璃与可伐合金直接匹配封接方法。 

发明内容

发明目的：本发明的目的是为了解决现有技术的不足，提供一种组份配比科学合理，尤其是膨胀系数为3.0×10^-6/K，与高硼硅玻璃热膨胀系数匹配性好，可直接与高硼硅玻璃进行匹配封接的可伐合金，采用本发明通过大量实验筛选得到的膨胀系数为3.0×10^-6/K可伐合金可与高硼硅玻璃进行直接封接，整个工艺操作性强，工艺设计合理，产品生产效率高，产品质量一致性好。 

技术方案：为了实现以上目的，本发明所采取的技术方案为： 

一种高硼硅硬质玻璃与可伐合金直接匹配封接方法，它包括以下步骤： 

(1)取膨胀系数为3.0×10-6/K的可伐合金，先进行表面喷砂毛化处理，然后将喷砂毛化处理过的可伐合金置于烧氢炉进行烧湿氢处理； 

(2)取步骤(1)烧氢处理的可伐合金与高硼硅玻璃在高温（1200℃～1300℃）条 件下进行封接。 

所述的膨胀系数为3.0×10-6/K的可伐合金由下列重量百分比成分组成： 

Ni 27%～32%，Co 11%～15%，Mn 0.3%～0.5%，Si 0%～0.2%，Cr 0%～0.2%，Cu 0.15%～0.2%，Mo 0.15%～0.2%，S 0%～0.025%，P 0%～0.025%，C 0.05%～0.06%，剩余为Fe； 

(3)取步骤(2)封接好的可伐合金与高硼硅玻璃在1000℃～1100℃条件下进行退火处理。 

作为优选方案，本发明所述的膨胀系数为3.0×10-6/K的可伐合金由下列重量百分比成分组成： 

Ni 27%～32%，Co 11%～15%，Mn 0.3%～0.5%，Si 0.05%～0.2%，Cr 0.05%～0.2%，Cu 0.15%～0.2%，Mo 0.15%～0.2%，S 0.001%～0.025%，P0.001%～0.025%，C 0.05%～0.06%，剩余为Fe； 

本发明根据高硼硅玻璃的理化性质和特殊的热膨胀系数，通过大量实验筛选可伐合金的组成成分和各组份的重量配比，实验结果表明，本发明优选得到的可伐合金的膨胀系数为3.0×10-6/K的特殊可伐合金，能够实现玻璃和金属的直接匹配封接，可大大简化现有封接技术采用4种膨胀系数介于3.3高硼硅玻璃和4J29可伐合金的过渡玻璃进行过渡封接方法，生产效率更高，封接的产品质量稳定一致性好、生产成本更低，取得了非常好的技术效果。