金屬與玻璃封接工藝對材料的要求

2009-05-08 趙書華 吉林師范大學物理學院

        玻璃與金屬的封接,用途廣泛,特別是電真空器件、激光器、紅外線器件和電光源等方面,都要用到它. 對封接技術要求很高,不僅要求有一定的機械強度,而且要求在高真空的情況下,有極好的氣密性和導電性.

        玻璃與金屬的封接的形狀頗多,通常有引線式封接、管狀式封接、盤狀式封接及片狀或帶狀式(主要用于石英與鉬的封接方面) 封接等幾種. 要達到以上封接的目的,就要求對玻璃和金屬及合金材料的性能有如下一些基本的要求。

        (1) 玻璃和金屬合金材料的熱膨脹系數(shù)要基本一致或比較接近,以達到封接件的內應力減少到最低限度,使某些器件能承受450 ℃左右的高溫和負190 ℃左右的低溫變化(除石英外) . 兩者熱膨脹系數(shù)相接近,稱之為匹配封接.

        (2) 金屬及合金材料的熔點要高于玻璃的軟化溫度(即高于玻璃可塑溫度,因為玻璃沒有固定的熔點,隨著溫度的上升從固態(tài)逐漸均勻地變?yōu)橐簯B(tài)狀) . 金屬及合金材料的表面經(jīng)過火焰加熱后,其氧化層能牢固地與玻璃粘合在一起.

        (3) 要求金屬要有良好的可塑性和延展性,利用這一特性能夠使玻璃和金屬在熱膨脹系數(shù)差異很大的情況下進行封接,以達到不漏氣不爆裂的目的,此稱之為非匹配封接.

        (4) 玻璃和金屬及合金必須經(jīng)過清潔處理,否則會引起封接處漏氣或爆裂.

        (5) 某些金屬或合金與玻璃封接前,需做燒氫除氣處理.

        (6) 封接件應盡量做到象玻璃儀器一樣地進行退火處理以減輕應力.