玻璃与可伐封接工艺与常见结构

来源:真空技术网(www.chvacuum.com)吉林师范大学物理学院 作者:赵书华

        可伐是三元合金材料,其主要成分是铁、钴和镍,热膨胀系数在48 ×10-7-50 ×10-7之间. 它可以与钼组玻璃封接,常用的是DM305 或DM308 等硬质玻璃. 以上两种钼组玻璃和热膨胀系数也是在48 ×10-7-50 ×10-7范围之间,是很好的匹配封接材料.

1、玻璃的清洗

        (1) 玻璃清洗液配方K2CrO7 17 g ,H2O 50mL ,H2SO4 500mL ,加热到60 ℃左右效果更好;

        (2) 将玻璃管或玻璃壳浸在配制好的液体中约1 分钟,然后用毛刷在玻璃管或玻璃壳内外壁擦洗;

        (3) 用自来水冲洗;

        (4) 用无水乙醇充分冲洗;

        (5) 烘干备用.

2、可伐的清洗

        (1) 用汽油在超声波清洗机中脱脂处理;

        (2) 再用丙酮在超声波清洗中脱脂处理;

        (3) 烘干备用.

3、可伐的烧氢处理

        去除可伐材料中的杂质、气体,特别是氧和碳一类的化合物质. 未经烧氢处理的可伐与玻璃熔封时会产生大量的气泡,造成漏气或炸裂,破坏了气密性和机械强度. 烧氢处理后的可伐与玻璃封接,封接面光滑透明,呈灰色. 且封接面结合牢固,气密性能好,见图1.

可伐封接示意图 

图1  封接示意图

4、可伐与玻璃封接

        可伐与玻璃在火焰熔封之前,先将可伐放在火焰上进行氧化,就是将可伐烧到发红或暗红色,但不宜烧到发亮,使其氧化过度. 经过处理的可伐材料,不能用手直接接触,以免沾污,也不能长期暴露于大气里,否则需要重新烧氢处理,经过氧化后的可伐,便可以与玻璃直接熔封了. 根据封接件的结构形体、大小来决定是用玻璃车床还是用手工封接,通常有双包边封接和单包边封接两种(也叫双面封接和单面封接) .

(1) 单面封接

        选一段玻璃管内径略大于金属管处外半径,套在金属管上,长约3 毫米(金属口径大,套在上面的玻璃长些,反之就要短些,应根据具体情况定,接触面过少强度弱) . 火焰着重烧在金属部位玻璃部位火焰少些,因为玻璃是绝缘性材料,不易导热,受热部分容易烧熔. 而金属导热性能好,容易散热. 若金属表面温度不高,玻璃就不容易粘合上去. 当金属和玻璃升到一定温度时,两者就会自行熔粘. 因为金属表面有一层氧化层,起到媒介作用,所以能与玻璃坚固地粘结在一起. 再加大火焰提高温度,使玻璃熔融光滑,边烧边轻微吹气,不使玻璃变形,封接完毕再进行退火.

(2) 双面封接

        就是在单面封接的基础上,离开封接口约5 毫米处用火焰拉断,然后用压板将熔融玻璃压向金属管内壁,最后再将玻璃管封接上去. 无论是双面封接还是单面封接都要求金属管的封接口圆滑光洁,不能有棱角和毛刺.除了上述在火焰上用手工操作和在玻璃车床上操作外,还可以用高频感应加热的方法进行熔封,特别是一些特殊形状结构复杂的加工件,利用高频感应封接更为理想.

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