熔封玻璃主要指的是那些用于粘接、密封的玻璃。它是包括许多不同系统和不同组成的一大类玻璃,用作玻璃、金属、陶瓷、云母以及其他无机非金属材料的粘接、封接材料。它已在真空电子器件、电子技术及其他科技领域中得到了广泛应用1。
概述熔封玻璃是指软化温度不高于500摄氏度的一类粉状玻璃材料。由于它易与金属、陶瓷等材料粘接且本身不透气,当形成密封腔体后可获得较高的气密性,同时又具有不燃性和良好耐热性能,电性能也比较优越,因此它作为一种无机焊料,广泛地被应用在真空和电子产品中2。
类型熔封玻璃按其结构划分,可分为两大类。一类是结晶型玻璃,其结构为晶态和无定形态的混合体,外观视晶化程度呈白色不透明或半透明体,另一类是非晶型玻璃,其结构为无定形态,外观呈透明体2。
基本要求对熔封玻璃的要求是以熔封玻璃在封接、焊接等使用过程中,被封接器件在生产制作工艺过程中的生产要求,粘接、封接卮的器件能否安全、可靠、有效地使用,以及满足器件使用条件等方面的要求提出的。
(1)玻璃的软化温度,特别是封接温度,必须低于被封器件所能承受的最高温度。如彩色电视显象管的锥屏封接时,因彩色荧光粉不能承受高温,一般限制在450℃以下。在与金属零件封接,熔封的温度必须低于该会属变形的温度。总的来说,希望封接温度越低越好。最好是低温下封接,在高温下使用。
(2)玻璃的膨胀系数应与被封接材料的膨胀系数相匹配,不仅在某一温度下膨胀系数相匹配,最好膨胀系数随温度变化的曲线应与被封材料相应。玻璃膨胀系数的选择,应考虑使用部位,受力状况,几何形状以及玻璃本身的机械强度等综合因素。
(3)对玻璃粘度一温度曲线的要求,在多数情况下,希望熔封玻璃的粘度随温度的变化较快。另外,希望玻璃的表面张力要小,在封焊时有足够的流散性,保证与被封零件有良好的浸润,有利于气泡的排除,形成致密的真空密封1。
性能玻璃态物质有一系列的优良性能:具有良好的化学稳定性(不像有机物质那样易老化开裂),本身良好的致密性和气密性,良好的电绝缘性能,与玻璃、金属、陶瓷和其他无机非金属材料有良好的粘附性能,形成真空密封封接。玻璃态物质独特的优良性能是与它的物理化学性能的可调性分不开的。用成分调整、工艺控制以及各种处理办法,在很大范围内调整玻璃的物理、化学性能,以满足各种特殊要求。因此,一直得到人们的重视1。
本词条内容贡献者为:
黎明 - 副教授 - 西南大学