[发明专利]一种降低玻璃-金属封接结构应力的低温退火工艺

说明书

本发明公开的一种降低玻璃‑金属封接结构应力的低温退火工艺，包括如下步骤：步骤一：将封接好的玻璃‑金属封接段放入退火炉中；步骤二：将温度由室温升至200℃；步骤三：将温度由200℃升至350℃；步骤四：将温度由350℃升至450℃；步骤五：将温度由450℃升至520℃；步骤六：将温度由520℃降至470℃；步骤七：将温度由470℃降至370℃；步骤八：将温度由370℃降至300℃；步骤九：将温度由300℃降至室温。本发明使用玻璃应变点以下的温度对玻璃金属封接部位进行退火处理，大幅度降低了封接部位的应力值，提高了封接部位的安全可靠性，提升了产品的合格率，从而提高了整个产品的有效寿命。

技术领域

本发明涉及集热管玻璃-金属封接结构退火工艺技术领域，尤其涉及一种降低玻璃-金属封接结构应力的低温退火工艺。

背景技术

中高温太能集热管主要由带有减反射涂层的玻璃外管以及带有太阳能选择性吸收涂层的金属内管组成，是太阳能光热电站进行光-热-电转化的关键部件，其可靠性在很大程度上影响着电站的正常运行，集热管最薄弱的地方莫过于用于玻璃外管与金属内管连接的玻璃-金属封接处，由于玻璃与金属物理属性的本质差别使得两者无法在线膨胀上达到完全的一致，故而两者在封接的过程中无法避免的会产生一定的结构应力，结构应力的存在对于集热管而言是一个非常大的隐患，一旦应力在某种特殊情况下释放，封接处轻则产生裂纹，重则直接破损，而一旦封接处有所损伤之后，玻璃外套管与金属内管所构建的真空也随之消失，从而使得太阳能选择性吸收涂层直接暴露于空气之中，此种高温氧化的环境会加速膜层的老化衰减，此外，由于没有了真空环境的保护，金属内管在吸收光能的同时还会向外界散失大量的热能，即热损增加，这极大的降低了集热管的光-热转化效率，影响集热管的使用寿命，增加了使用成本。

由于玻璃与金属之间的线膨胀系数只在某一温度段的范围内匹配，故而不可避免的会产生相应的结构应力，如若产生的结构应力过大，冷热冲击所产生的暂时应力与该结构应力叠加，则很有可能会造成封接处玻璃的破裂，通常中硼硅玻璃的退火温度为550±10℃，在此温度下对玻璃管及封接部位进行退火，玻璃封接处的应力可以消除，但是退火后的玻璃金属封接处的应力值相较于退火前呈现出应力值波动较大的情况，并不是呈现一直下降的趋势，而是有升有降，并且下降的幅度并不大，只有10％左右，使得封接部位的应力还是处于危险区间160-180nm/cm(注：此单位表示双折射光程差，通常认为大于120nm/cm时外部的温差所引起的暂时应力和结构应力的合力就可能造成玻璃的炸裂)

发明内容

本发明的目的在于避免现有技术的不足之处，提供一种降低玻璃-金属封接结构应力的低温退火工艺，从而有效解决现有技术中存在的不足之处。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种降低玻璃-金属封接结构应力的低温退火工艺，包括如下步骤：

步骤一：将封接好的玻璃-金属封接段放入退火炉中；

步骤二：将退火炉中的温度由室温升至200℃，升温速率为5-10℃/min，在200℃的温度下保持10-30min；

步骤三：将退火炉中的温度由200℃升至350℃，升温速率为3-8℃/min，在350℃的温度下保持30-60min；

步骤四：将退火炉中的温度由350℃升至450℃，升温速率为3-8℃/min，在350℃的温度下保持30-60min；

步骤五：将退火炉中的温度由450℃升至520℃，升温速率为3-6℃/min，在520℃的温度下保持60-100min；

步骤六：将退火炉中的温度由520℃降至470℃，降温速率为3-6℃/min，在350℃的温度下保持60-100min；

步骤七：将退火炉中的温度由470℃降至370℃，降温速率为3-8℃/min，在350℃的温度下保持30-60min；