金属与玻璃封接工艺对材料的要求

        玻璃与金属的封接,用途广泛,特别是电真空器件、激光器、红外线器件和电光源等方面,都要用到它. 对封接技术要求很高,不仅要求有一定的机械强度,而且要求在高真空的情况下,有极好的气密性和导电性.

        玻璃与金属的封接的形状颇多,通常有引线式封接、管状式封接、盘状式封接及片状或带状式(主要用于石英与钼的封接方面) 封接等几种. 要达到以上封接的目的,就要求对玻璃和金属及合金材料的性能有如下一些基本的要求。

        (1) 玻璃和金属合金材料的热膨胀系数要基本一致或比较接近,以达到封接件的内应力减少到最低限度,使某些器件能承受450 ℃左右的高温和负190 ℃左右的低温变化(除石英外) . 两者热膨胀系数相接近,称之为匹配封接.

        (2) 金属及合金材料的熔点要高于玻璃的软化温度(即高于玻璃可塑温度,因为玻璃没有固定的熔点,随着温度的上升从固态逐渐均匀地变为液态状) . 金属及合金材料的表面经过火焰加热后,其氧化层能牢固地与玻璃粘合在一起.

        (3) 要求金属要有良好的可塑性和延展性,利用这一特性能够使玻璃和金属在热膨胀系数差异很大的情况下进行封接,以达到不漏气不爆裂的目的,此称之为非匹配封接.

        (4) 玻璃和金属及合金必须经过清洁处理,否则会引起封接处漏气或爆裂.

        (5) 某些金属或合金与玻璃封接前,需做烧氢除气处理.

        (6) 封接件应尽量做到象玻璃仪器一样地进行退火处理以减轻应力.