[发明专利]一种热电池用铝及铝合金与无氧铜封接玻璃粉及其制备方法和应用

说明书

本发明属于玻璃‑金属封接技术领域，涉及一种热电池用铝及铝合金与无氧铜封接玻璃粉及其制备方法和应用。本发明的目的在于提供一种热电池用铝及铝合金与无氧铜封接玻璃粉及其制备方法和应用，本发明既保证了封接产品外观的一致性及稳定性，又提高了产品的气密性和机械强度，且制备工艺简单，封接及热处理工艺适合于工业化生产。

技术领域

本发明属于玻璃-金属封接技术领域，涉及一种热电池用铝及铝合金与无氧铜封接玻璃粉及其制备方法和应用。

背景技术

热电池又叫熔盐电池，具有储存时间长，激活时间短，电流密度大，比能量高等特性，主要用于炮弹的引爆电源及导弹等武器装备的工作电源。由于要满足高可靠性，耐高温等特点，其盖组均采用玻璃密封结构，在热电池盖组中封接玻璃将金属芯柱与金属壳体封接连接起来，起到密封、绝缘的作用，是热电池的关键组件，其质量的好坏直接影响热电池的综合性能。

近年来，随着制造装备不断轻型化要求，热电池重量越轻越好，因此，金属铝及其合金因其密度低(2.7g/cm³)、比强度高、工作范围宽及耐腐蚀性等优点成为热电池的新型基体材料。无氧铜具有纯度高、含氧量低、导电率高、加工性能好等优点，是良好的电极材料。以铝及其合金材料为外壳，无氧铜为芯柱，利用特殊玻璃将两者熔封制备成封接盖组，将该种盖组用于组装而成的热电池在兼具无氧铜输出电流高、电信号传播效率高的同时还具有质量轻、比强度高等优点，是热电池用玻璃-金属封接组件的全新发展方向。

但铝及其合金的特种封接在全世界范围内还存在很多问题，例如铝及其合金熔点很低，大多数玻璃封接温度过高，铝及其合金与传统的封接玻璃浸润性很差，难以润湿，目前只有德国肖特公司研发出该种玻璃新材料，但该技术及相关材料、制品对中国严格封锁。因此，亟需研究开发出能够应用于热电池用铝及铝合金与无氧铜封接玻璃材料，使封接过程及热处理过程适合工业化生产，产品成品率高、稳定性好，具有良好的气密性、机械强度、化学稳定性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种热电池用铝及铝合金与无氧铜封接玻璃粉及其制备方法和应用，本发明既保证了封接产品外观的一致性及稳定性，又提高了产品的气密性和机械强度，且制备工艺简单，封接及热处理工艺适合于工业化生产。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种热电池用铝及铝合金与无氧铜封接玻璃粉，按重量百分比选取以下原料制成：

P₂O₅：50％-70％；Na₂O：5％-10％；K₂O：5％-10％；Al₂O₃：0％-10％；B₂O₃：1％-15％；MgO：0％-10％；CaO：0％-10％；BaO：0％-10％；Bi₂O₃：3％-7％；Nb₂O₅:2％-4％；TiO₂：1％-5％；ZrO₂:1％-5％；ZnO：1％-5％；La₂O₃:1％-5％；Co₂O₃：0％-3％。

进一步的，封接玻璃粉的热膨胀系数α＝155-215×10^-7/℃；封接玻璃粉的软化温度T_f＝370-475℃，封接玻璃粉的封接参考制度为490-540℃/15-30min。

一种热电池用铝及铝合金与无氧铜封接玻璃粉的制备方法，包括以下步骤：

步骤1)、按重量百分比取以下原料：