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玻璃纤维粉厂家浅谈封接玻璃面临的挑战和机遇

发布日期:2021-09-08 作者: 点击:

玻璃纤维粉厂家浅谈封接玻璃面临的挑战和机遇。

封接玻璃具有半个多世纪的大力发展历史。早期的封接玻璃主要是含氧化铅的低温封接玻璃,现在不含铅的、环保的低温封接玻璃得到广泛的重视。对新能源的迫切要求导致对高温高绝缘封接玻璃的需求,它是燃料电池陶瓷-金属封接件的必要的封接玻璃。

  封接玻璃生产的自动化,节能减排,产品质量的可重复性和可靠性是人们所关注的问题。目前有三大关键工艺节点有待研究和优化:玻璃大批量熔炼技术,玻璃粉制浆和造粒技术,气氛可控与高可靠的封接技术。

  封接玻璃的低强度和低断裂韧性是个普遍性的玻璃材料问题。解决该问题的方法无非是用现代陶瓷科学与技术中发展起来的强韧化机理和手段。已有人用陶瓷颗粒(纳米或微米尺度)来增韧封接玻璃,获得一定的效果,但本方法对陶瓷颗粒的颗粒度,及其含量有严格的要求,否者会影响封接玻璃的熔体流动性和封接的气密性。

  微晶玻璃由于有原地形成的微小陶瓷弥散相,所以具有较高的机械强度和断裂韧性。但是微晶封接玻璃的析晶过程很难与该玻璃的熔体流散过程相协调。事实上,微晶玻璃的析晶过程和熔封工艺要求是一次性完成的,如果析晶过快,流散不畅,严重影响玻璃对金属表面氧化层的浸润性。不过,已经发现有人研究成功了微晶型封接玻璃。

  封接玻璃在封接过程中经常会发生气泡问题。气泡的产生于玻璃熔炼的条件、玻璃坯体排胶的干净程度、玻璃粉与环境接触情况,以及封接炉所使用的气氛条件等有关。气泡无疑会减低玻璃的强度和封接界面的结合强度,甚至封接件的气密性。因此,封接中的气氛组成和动态化学反应平衡还要深入研究。此外,封接玻璃粉的表面化学成分(或官能团)以及它们与环境和封接气氛的反应还要搞清楚。

  封接玻璃的成分一般由多种氧化物构成,各个氧化物及其含量对性能的影响也有待研究。一些氟化物和稀土氧化物对封接玻璃的影响也要做深入研究。只有通过做多次玻璃成分配方的试验,才有可能利用电脑计算设计的方法来预测所要求的封接玻璃成分。

  总之,封接玻璃既古老又有许多技术问题要解决。随着科技的不断进步,对封接玻璃提出了越来越高的要求。例如要求有热膨胀系数特别高的(适宜于铝封和铜封),对铁封玻璃要求有高温高绝缘的、透明的、或特别抗热震的,还有对钛合金医疗器械要求有结合强度高和生物相容性好的封接玻璃,等等。

  封接玻璃的进一步发展在于提高产品性能、减低生产成本、以及与封接制品产家的密切合作,加强行业的学术交流,形成产业链联盟,和具备国际竞争力。《中国制造2025》纲要,丝绸之路经济带和21世纪海上丝绸之路等重大国家战略,为封接玻璃的发展指明了前进的方向。 封接玻璃将在下列新兴产业中发挥重要的作用:机器人用传感器、航天装备、海洋工程装备及高技术船舶、节能与新能源汽车,等等。

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