玻璃金屬封接主要用于超濾裝置里的電引入線,如真空泵規管引入線、溫度測量使用的熱電阻引入線、等。除此之外,還用以高直空系統中封接規管,及其封接視窗等。
常見的玻璃-玻璃金屬封接的種類有:(1)配對封接;(2)不一致封接;(3)銜接封接。
配對封接就是指玻璃與金屬的線膨脹系數在一定環境溫度內是相近的(誤差少于10%)。不一致封接時,玻璃與金屬的線膨脹系數誤差比較大(誤差超過10%)。當玻璃與金屬的線膨脹系數相差很大時,可采取線膨脹系數處于玻璃與金屬中間的一種或幾種玻璃開展銜接封接。
封接從結構上可以分為圍封結構和管封構造。圍封構造就是指玻璃金屬封接的四周要用玻璃包圍起來的構造,如真空泵規管導線等常見的管封構造是金屬圓鋼管和玻璃圓管的銜接構造,如可伐法蘭接頭與玻璃管封接
玻璃與金屬的圍封構造
(a)B-A規引線的圍封構造;(b)震動塑料薄膜規上蓋的圍封構造;(c)雙頭導線圍封構造
玻璃與金屬的管封構造
(a)可伐法蘭盤與玻璃的管封構造;(b)可伐法蘭盤、鉬桿與玻璃的圍封和管封構造
B玻璃金屬封接材料與接頭形式
玻璃-金屬真空泵密封接頭對膨脹系數匹配的規定,取決于連接頭樣子、金屬的可塑性及其淬火方法等。玻璃與金屬之間封接質量決定于金屬金屬氧化物層。金屬金屬氧化物融解在玻璃內對其金屬造成強的粘附功效。金屬氧化物層有些是在封接過程中產生的,有一些則是在封接前事先氧化處理所形成的。配對封接規定玻璃和金屬之間膨脹系數值相仿,設計方案時要認真仔細從常溫到玻璃軟化溫度全部區域內的澎漲特性曲線。
玻璃直至退火工藝,其澎漲曲線圖類似是平行線,隨后顯著擴大。純金屬的熱變形特性曲線在同樣環境溫度內似乎是線形的,并且在更高溫度時并不明顯擴大。對其玻璃的擴張特點來做比較后發現,有幾種金屬可以跟玻璃封接而不會造成非常大的應變力。比如,鎢和鉬能和硼硅玻璃開展較好地封接。鎢的膨脹系數是44.5×10-7℃-1(0~500℃),可以跟DW-211玻璃或7720玻璃封接。鉬的膨脹系數是54.4×10-7℃-1.可以跟DM-305或7052玻璃封接。這類封接限于金屬絲或導線。
玻璃-金屬配對封接常見的封接材料有:有色金屬(鎳鋼),根據更改鎳的成分(從35%到65%),可讓鋁合金的膨脹系數連續地轉變,那樣便可得到正好與真空泵玻璃相匹配的鋁合金。這種金屬的膨脹系數在磁變化點(熱導率)擴大,這更利于配對退火工藝中的玻璃。當鎳鋼內鎳的成分降低時,其膨脹系數縮小,熱導率也減少。若想熱導率高過400℃,鎳成分就需要超過44%,這時膨脹系數超過70×10-7℃-1.這只有與軟玻璃封接。比如,50%i-50%fe鋁合金,膨脹系數約90×10-7℃-1.居里點約500℃,可以跟DB-401玻璃或0120玻璃配對封接。