[发明专利]一种基于复合玻璃材料的封接体、制备方法及用途

说明书

本发明涉及一种基于复合玻璃材料的封接体、制备方法及用途，所述制备方法包括：(1)按照复合玻璃材料的物质组成混合原料，并进行熔融，冷水淬火后得到玻璃熔块；(2)将所述玻璃熔块球磨后，得到玻璃粉体；(3)将所述玻璃粉体与粘结胶混合后，得到玻璃封料；(4)将所述玻璃封料涂抹在待封接部位，沿垂直于封接界面的方向施加挤压力，升温至排胶温度进行排胶，排胶完毕，继续升温进行结晶化，降温后，得到封接体。本申请提供的封装体适合于对玻璃、陶瓷、金属界面的封接，本发明提供的封接体具有合适的热膨胀系数，能够提高封装体及封装对象的化学稳定性，并且具有良好的自愈合性能，有效提高封装器件的寿命。

技术领域

本发明属于金属相和陶瓷相的异相封接领域，尤其涉及燃料电池、电解电池、传感器、 致动器等涉及到金属相和陶瓷相的异相封接领域，具体涉及一种基于复合玻璃材料的封接 体、制备方法及用途。

背景技术

封接玻璃是指把玻璃、陶瓷、金属及复合材料等相互间封接起来的中间层材料。玻璃 封接在很多领域都有应用，比如真空电子技术、微电子技术、汽车、宇航等方面，受到越来越多的关注。玻璃封接材料机械强度高、硬度大，耐磨性能好，具有良好的化学稳定性 和热稳定性能。

封接玻璃与封接器件的密实程度影响了电子器件的性能优劣。封接玻璃用于较高的工 作温度的封接时，封接材料至少要具备与电池材料匹配的热膨胀系数、稳定的化学性能、 合适的玻璃软化温度(Tp)、良好的气密性。

本领域需要开发一种封接玻璃，其能够对工作温度较高的器件进行封接，实现良好的 密封性。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明目的之一是提供一种基于复合玻璃材料的封接体的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：

(1)按照复合玻璃材料的物质组成混合原料，并进行熔融，冷水淬火后得到玻璃熔块；

所述复合玻璃材料的物质组成以氧化物计含有如下组分：

58～64wt％的SiO₂、1.5～4.5wt％的Al₂O₃、5～18wt％的CaO、2～12wt％的MgO、5～9wt％ 的K₂O、2.5～7wt％的Na₂O、1.5～8.5wt％的BaO，及余量的杂质；

(2)将所述玻璃熔块球磨后，得到玻璃粉体；

(3)将所述玻璃粉体与粘结胶混合后，得到玻璃封料；

(4)将所述玻璃封料涂抹在待封接部位，沿垂直于封接界面的方向施加挤压力，升温至排胶温度进行排胶，排胶完毕，继续升温进行结晶化，降温后，得到封接体。

优选地，步骤(4)所述挤压力为0.14～0.40kg/cm²(例如0.15kg/cm²、0.18kg/cm²、0.20kg/cm²、0.23kg/cm²、0.27kg/cm²、0.33kg/cm²、0.37kg/cm²等)；所述结晶化包括 升温至730～850℃(例如740℃、750℃、760℃、770℃、780℃、790℃、800℃、810℃、 820℃、830℃、840℃等)后，保温2～5h(例如3h、4h等)；所述降温为降温至使用 温度或降温至储存温度。

进一步优选地，步骤(4)所述挤压力为0.14～0.40kg/cm²；所述结晶化包括升温至800～850℃后，保温2～5h；所述降温为降温至使用温度或降温至储存温度。

在本发明提供的制备方法中，复合玻璃材料的物质组成以及合适的结晶化条件能够获得非晶相含量较高，且晶相中主晶相为单斜相晶体结构透辉石相的封接体。