一种硼硅玻璃、玻璃-金属匹配封接件及其制备方法和应用

摘要

本发明公开了一种硼硅玻璃，其特征是包括下列重量百分比的成分：B₂O₃10.0%，Al₂O₃6.5%，Na₂O6.5%，K₂O1.5%，CaO0.5%，Li₂O0.5%，其余为SiO₂。本发明还公开了由该玻璃和可伐合金匹配熔接所得的玻璃-金属匹配封接件及该封接件的制备方法和应用。本发明玻璃耐候性强，抗机械冲击能力强度，太阳透射比高，平均线膨胀系数与可伐合金的线膨胀系数十分接近，与可伐金属进行匹配封接极大降低了玻璃、金属匹配熔封的技术难度，制备过程条件温和，易于实施，所得的玻璃-金属匹配封接件耐候性强，可在室温~300℃度范围内长期稳定工作，满足高温真空太阳集热管领域的要求。

主权项

一种玻璃‑金属匹配封接件的制备方法，其特征是：（1）制备玻璃管：选择石英砂、氢氧化铝、无水硼砂、硼酸、纯碱、碳酸钾、碳酸锂、方解石、萤石、食盐为原料制备玻璃，在选择原料时，各原料的用量要求按照玻璃成分中的含量进行确定，各矿物原料铁含量≤50ppm，按原料配比要求选取各原料，混合均匀，投入全电熔玻璃窑炉，熔化温度1500~1550℃，成型温度1100~1200℃，经维洛法或垂拉法拉制出外径125mm±1.8mm，壁厚3.0mm±0.3mm的玻璃管，直线度≤5.0‰；所述玻璃为硼硅玻璃，由下列重量百分比的成分组成：B₂O₃ 10.0%，Al₂O₃ 6.5%，Na₂O 6.5%，K₂O 1.5%，CaO 0.5%，Li₂O 0.5%，铁含量≤150ppm，其余为SiO₂，玻璃在20~300℃下的平均线膨胀系数为5.4×10^‑6～5.6×10^‑6 K^‑1；（2）将4J29材质可伐合金经冲压、车削得到可伐合金环，合金环外径为125mm，内径118mm，一端翻边长度为3.5mm，长度为25mm，壁厚为0.8mm；将可伐合金环进行清洗，清洗后在湿氢中1000℃下处理30min，然后采用高温火焰进行硼硅玻璃管与可伐合金的匹配封接，其中，合金环未翻边的一端与硼硅玻璃管进行封接，封接长度为5mm，封接后560℃条件下退火1小时，消除玻璃‑金属的封接应力，得到玻璃‑金属匹配封接件。