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金属玻璃烧结过程中的烧接温度控制

  • 发表时间:2020-09-16 10:35
  • 来源:上海铂感科技
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  • 本文关键词:金属玻璃烧结

    金属玻璃烧结过程中的烧接温度控制

 
    考虑到生产效率和炉温的精准控制以及足够的去应力时间,铂感科技一般采用链式炉来进行高温玻璃烧结,以完成玻璃与金属之间的密封。产品在带式炉中通常是首先进行快速而全面的预热,然后在密封所要求的温度下进行保温热处理,再进入逐步冷却阶段。温度的选择与所选用玻璃的粘度与温度的关系密切相关。按一般经验法则,粘度在100〜10000Pa•s的玻璃,其密封效果最好。在实际中,密封温度先按这一法则预先调定,再用试错法进行微调,以求达到符合各种不同成分玻璃的要求。
 
    要获得不碎裂的密封产品,关键在于连接器从烧结温度下冷却时的冷却速率。连接器冷却时,金属壳体、金属接触件和玻璃密封件均在收缩。玻璃的分子“链”进一步靠近聚拢在一起,使玻璃变得更加致密。由于玻璃是一种粘性物质,要使分子出现这种重新排列的过程,需要一定的时间。如果玻璃冷却得太快,那就会在其尚未达到最大密度以前便已经刚化。这种温度较高的结构将会凝结在玻璃中,其特征是比预期的分子结构有更多的空穴,而密度则更低。由于玻璃的最低能量状态为准平衡状态,而这是在假定它以无限慢的速度冷却的情况下达到的,因此,快速冷却则将使玻璃中存在内应力。
金属玻璃烧结
 
    分子重新排列与致密化工序中,最为重要的是使其温度范围保持在玻璃的退火点(粘度的对数=14.5)和应变点(粘度的对数=13.4)之间的温度。虽然玻璃的分子在全部温度下均为液态分子结构,以致从常规意义上讲,不可能认为玻璃有一个固定的熔点,但在玻璃达到某一凝固点时,便可以认为是刚性的,该凝固点取决于玻璃温度与时间的关系。但一般地说,它处于稍微高于玻璃应变点的粘度位置,但总是低于其退火点。若玻璃冷却得太快,应力便会被“冻结”
 
    在玻璃的结构中。迅速冷却的玻璃,其残余的内应力将会相当高,这是造成玻璃密封失效的最主要的原因。须知,玻璃中的裂缝扩散率同内应力与施加的外应力之和成正比。
 
    在匹配密封中,对玻璃要专门设计与配方,使它与金属的热膨胀系数相匹配,以尽量减少连接器温度变化时产生的热应力。玻璃中残余内应力的存在,可能部分地破坏热膨胀系数的精心匹配。与此类似,在压密封中,由于快速冷却而“冻入”玻璃中的温度较高的结构,也将会使玻璃与接触件的界面处在继续冷却时受到拉应力的作用,使玻璃脆弱。一条有用的经验是:要使残余应力保持在尽可能低的水平上,那么在从退火点至应变点之间的温度范围内,应以每分钟降低rc的速度进行冷却。在实际生产中,也可以用比这一理想值高几倍的速度冷却,仍可取得高度可靠的密封。但是,若明显增大冷却速度,就有可能会出现问题,导致玻璃密封的现场失效。

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