[发明专利]一种过渡封接玻璃

说明书

技术领域

本发明涉及玻璃材料领域，尤其涉及一种过渡封接玻璃。

背景技术

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，在高温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以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，所以一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、稳定性以及机械强度，也会影响它和金属材料封接的紧密性。尤其在高温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，所以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熔点封接玻璃及其制备方法，该种结晶型低熔点封接玻璃按重量百分比组成为SiO₂为50～70％，ZnO为10～30％，B₂O₃为1～10％，CaO为1～8％，Na₂O为1～10％，Li₂O为10％，Sb₂O₃为0.1～1％，在该封接玻璃成分中，Sb₂O₃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温封接玻璃及其制备与使用方法，在该专利中，采用了B₂O₃、Al₂O₃、SiO₂、MO(MgO、CaO、SrO、BaO中的一种或几种的混合物)、Bi₂O₃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

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：

一种过渡封接玻璃，原料组分按质量百分比组成为：Al₂O₃ 4-6％，MgO 0.001-0.004％，B₂O₃ 13-17％，CaO 1-3％，K₂O 0.005-0.008％，Na₂O 2-5％，SiO₂ 70-75％，Fe₂O₃0.04-0.06％。

本发明的耐高温过渡封接玻璃，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。

在本发明的玻璃组分中，Al₂O₃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可以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，增加玻璃的高温黏度，提高玻璃的化学稳定性和机械强度。B₂O₃能降低玻璃的热膨胀系数，较高含量的B₂O₃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B₂O₃也可以使玻璃的成形温度范围较宽。CaO是稳定剂，其目的是增加玻璃的化学稳定性和机械强度。Na₂O能提供游离氧从而降低玻璃的粘度，是玻璃的助溶剂。K₂O黏度比钠玻璃大，引入极小比例的钾玻璃能降低玻璃的析晶倾向，增加玻璃的透明度和光泽。