玄武娱乐-玄武注册-联盟品牌数据【平台测速中心】：锂电池和全密封液体钽电容器广泛应用于陆军、海军、空军、航天等领域的各种武器装备中，并在飞机、宇宙飞船、航空、通信、电子、海运等科研、生产部门的仪器设备以及各类民用设备上得到广泛应用。金属-玻璃封接绝缘子是锂电池和全密封液体钽电容器的关键部件，其包括金属上盖，绝缘玻璃和金属芯柱。金属上盖与锂电池或钽电容器负极相连，金属芯柱与正极相连，中间采用绝缘玻璃密封。该绝缘子密封性的好坏直接影响锂电池和液体钽电容器的可靠性及使用寿命，如果密封性不好，就会出现锂电池或液体钽电容器漏液，由于锂电池和液体钽电容器的电解液都具有强的腐蚀性，一旦漏液就会严重腐蚀周围的设备，给航空、航天以及民用设备带来严重的损害。目前，根据上盖、玻璃和芯柱材料热膨胀系数的不同，传统的金属-玻璃封接绝缘子釆用的封接方式有两种匹配封接和压力封接方式。匹配封接指玻璃与金属具有相近的热膨胀系数，相差不大于2.0x1(T，C且金属材料的表面必须进行预氧化，以便在封接过程中发生化学联接，但这种封接方式适合封接热膨胀系数相近的金属，具有一定的局限性，并且对设备的要求较高，如果金属和坡璃热膨胀系数相差过大，氧化层的厚度太薄或太厚，都会影响绝缘子的密封性和封接强度，特别是在批量化生产过程，绝缘子的气密性不高，一致性不好，封接强度不够，特别是在高温下，气密性较差，大于l.Oxl(T7m3.Pa/S。压力封接指金属材料与玻璃热膨胀系数相差较大，并要求金属上盖的热膨胀系数大于玻璃的热膨胀系数，而玻璃的热膨胀系数大于金属芯柱的膨胀系数。这种封接方式下，由于玻璃膨胀系数大于金属芯柱的膨胀系数，如果封接过程的应力去除不完全，容易在金属芯柱与玻璃的界面部分出现玻璃的炸裂，导致密封性较差。因此，这两种封接方式，在批量化生产过程中都存在气密性不高，一致性较差等问题，使得用户单位的产品出现漏液，一致性差等问题，部分军工产品所需的玻璃-金属封接的绝缘子，只能依靠国外进口，给用户单位带来的不少麻烦。本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种金属-玻璃封接工艺，其工序步骤简单、操作简便，产品气密性高、封接强度高且一致性好，能解决由于金属-坡璃封接绝缘子高温密封差，一致性差等所引起的锂电池或液体钽电容器的漏液问题。为解决上述技术问题，本发明釆用的技术方案是一种金属-玻璃封接工艺，其特征在于该工艺包括以下步骤(a)选择封接玻璃粉对所需封接金属材料的膨胀系数进行测试，根据金属上盖(1)的膨胀系数大于玻璃(3)的膨胀系数，玻璃(3)的热膨胀系数小于或等于金属芯柱(2)的热膨胀系数，选择封接玻璃粉；(b)玻璃成型将步骤(a)中选定的封接玻璃粉，通过模具加压成玻璃坯，然后将坡璃坯在炉中排蜡固化成型；(c)表面处理将步骤(a)的金属材料和步骤(b)中的玻璃坯分别投入去油溶液中进行处理，其处理时间为5~20分钟，去油后再用水清洗并烘干；(d)装配将金属上盖(1)、金属芯柱(2)和步骤(b)中成型的坡璃坯装配在石墨模具中，石墨模具的尺寸根据金属上盖(1)和金属芯柱(2)的尺寸制作；

　　(e)烧结将步骤(d)中装配的石墨模具放入烧结炉中进行烧结，烧结完成后即得到金属上盖(1)和金属芯柱(2)通过玻璃(3)封接的玻璃封缘子。所述去油溶液由以下原料组成质量浓度为20~40g/L的碳酸钠、质量浓度为20~40g/L的磷酸钠、质量浓度为30~55g/L的氢氧化纳和体积浓度为2~3ml/L的乳化剂OP-IO，去油溶液的温度为50~60°C。上述步骤(a)中所述封接玻璃粉是以Si02-Al203-B203为封接玻璃主成分，通过调整各组分的含量，并加入碱金属氧化物，以控制封接玻璃粉的软化点，粘度和膨胀系数。上述步骤(b)中所述排蜡固化的工艺是以20。C/分钟的升温速度升温至60(TC,保温30分钟，可根据玻璃坯质量的大小，增加保温时间，气氛为空气，保温结束后自然冷却到IO(TC以下，出炉。所述碳酸纳、磷酸钠和氢氧化钠的质量浓度比为1:2:2,乳化剂OP-10的体积浓度为3ml/L,所述去油溶液的温度为55°C。上述步骤(e)中所述烧结工艺过程为首先，开真空泵抽真空，真空抽到l(TPa时，以1(TC/分钟的升温速度升温至600~650°C，继续抽真空，使烧结炉内的线min，保温结東后，关掉真空泵，向烧结炉中充入纯度为99.99%的高纯氩气或氮气，当烧结炉内压力为lPa时，关掉充气阀，以20C/分钟的升温速度升温至980~105(TC，保温30min后，断电降温，温度为55065(TC时，保温20min后，继续降温，炉温低于IO(TC时，出炉。本发明中，用于金属钽上盖和金属钽芯柱封接玻璃的封接玻璃膨胀系数为3.4xlO—，C;用于可发合金4J29上盖与4J29芯柱封接的玻璃膨胀系数为2.8xl(T，C;用于钛合金上盖与4J52芯柱封接的玻璃膨胀系数为6.5xlO-V。C;用于304不锈钢上盖与4J52芯柱封接的玻璃膨胀系数为6.4xlO—6/°C;用于冷轧钢上盖与钽芯柱封接的玻璃膨胀系数为3.410—6/。C。本发明与现有技术相比具有以下优点本发明采用新的封接方式，即金属上盖的膨胀系数大于玻璃的膨胀系数，金属芯柱的膨胀系数大于封接玻璃的膨胀系数，通过对封接金属材料和绝缘玻璃膨胀系数的选择，使得封接过程金属材料对玻璃形成挤压作用，达到密封。釆用了去油和特殊的烧结工艺方法，制备了气密性高，绝缘电阻大，抗拉强度高和一致性好的金属-玻璃封接绝缘子，大大提高了用户单位的产品的质量，替代进口，节约外汇，本发明的可操作性强，不需要采用特殊设备，解决了几乎所有金属与玻璃封接中存在的问题。图l为采用本发明工艺生产的金属上盖与金属芯柱玻璃封绝缘子的结构示意图。下面结合实施例对本发明做进一步说明。具体实施例方式一种金属-玻璃封接工艺，其特征在于该工艺包括以下步骤(a)选择封接玻璃粉对所需封接金属材料的膨胀系数进行测试，根据金属上盖1的膨胀系数大于玻璃3的膨胀系数，玻璃3的热膨胀系数小于或等于金属芯柱2的热膨胀系数，选择封接玻璃粉；(b)玻璃成型将步骤(a)中选定的封接玻璃粉，通过模具加压成玻璃坯，然后将坡璃坯在炉中排蜡固化成型；(c)表面处理将步骤(a)的金属材料和步骤(b)中的玻璃坯分别投入去油溶液中进行处理，其处理时间为5~20分钟，去油后再用水清洗并烘干；(d)装配将金属上盖1、金属芯柱2和步骤(b)中成型的坡璃坯装配在石墨模具中，石墨模具的尺寸根据金属上盖l和金属芯柱2的尺寸制作；(e)烧结将步骤(d)中装配的石墨模具放入烧结炉中进行烧结，烧结完成后即得到金属上盖1和金属芯柱2通过玻璃3高温封接的玻璃封缘子。所述去油溶液由以下原料组成质量浓度为20~40g/L的碳酸钠、质量浓度为20~40g/L的磷酸钠、质量浓度为30~55g/L的氢氧化纳和体积浓度为2~3ml/L的乳化剂OP-10,去油溶液的温度为50~60°C。上述步骤(a)中所述封接玻璃粉是以Si02-Al203-B203封接玻璃主成分，通过调整各组分的含量，并加入碱金属氧化物，以控制封接玻璃粉的软化点，粘度和膨胀系数。上述步骤(b)中所述排蜡固化的工艺是以2(TC/分钟的升温速度升温至60(TC,保温30分钟，可根据坡璃坯质量的大小，增加保温时间，气氛为空气，保温结東后自然冷却到IOOC以下，出炉。所述碳酸纳、磷酸钠和氢氧化钠的质量浓度比为1:2:2,乳化剂OP-10的体积浓度为3ml/L,所述去油溶液的温度为55°C。上述步骤(e)中所述烧结工艺过程为首先，开线。C/分钟的升温速度升温至600~650°C,继续抽真空，使烧结炉内的线min,保温结東后，关掉真空泵，向烧结炉中充入纯度为99.99%的高纯氩气或氮气，当烧结炉内压力为lPa时，关掉充气阀，以2(TC/分钟的升温速度升温至980~1050°C,保温30min后，断电降温，温度为550~650。C时，保温20min后，继续降温，炉温低于IO(TC时，出炉。锂/亚电池用304不锈钢上盖与4J52合金芯柱玻璃封接绝缘子封接工艺304不锈钢的膨胀系数为19xl(T，C，4J52可伐合金的膨胀系数为9.8x10-6/°C,根据新的封接方式，选择膨胀系数为6.4xlO-VC的封接玻璃，具体烧结工艺为现将304不锈钢上盖，成型的玻璃坯和4J52合金芯柱装配在石墨模具中，放入高温烧结炉，开机械泵抽线时，以icrc/分钟的升温速度升温至6oo°c，继续抽真空，使炉室的线min,保温结束后，关掉真空泵，向炉室中充入纯度为99.99%氮气，当炉室压力为lPa时，关掉充气阀，以20。C/分钟的升温速度升温至IOO(TC，保温30min后，断电降温，温度为650。C时，保温20min后，停炉，继续降温，炉温低于IO(TC时，出炉。取样对封接后玻璃封绝缘子的性能指标见下表tabletableseeoriginaldocumentpage9/column/rowtable实施例2锂/二氧化锰电池用冷轧钢上盖与钽芯柱玻璃封接绝缘子封接工艺冷轧钢的膨胀系数为12xlO—，C,金属钽的膨胀系数为6.5xlO—6/°C,根据新的封接方式，选择膨胀系数为3.4x10-，C的封接玻璃，具体烧结工艺为现将冷轧钢上盖，成型的玻璃坯和钽芯柱装配在石墨模具中，放入高温烧结炉，开机械泵抽真空，真空抽到iO-Pa时，以1(TC/分钟的升温速度升温至550°C，继续抽真空，使炉室的线min,保温结束后，关掉真空泵，向炉室中充入纯度为99.99%氮气，当炉室压力为lPa时，关掉充气阔，以2(TC/分钟的升温速度升温至980°C，保温30min后，断电降温，温度为50(TC时，保温20min后，停炉，继续降温，炉温低于100。C时，出炉。取样对封接后玻璃封绝缘子的性能指标见tabletableseeoriginaldocumentpage9/column/rowtable实施例3高能混合钽电容器用钽上盖与钽芯柱玻璃封接绝缘子封接工艺钽的膨胀系数为6.5xlO-，C，根据新的封接方式，选择膨胀系数为3.4xlO-，C的封接玻璃，具体烧结工艺为现将钽上盖，成型的玻璃坯和钽芯柱装配在石墨模具中，放入高温烧结炉，开机械泵抽线(TC/分钟的升温速度升温至600°C，继续抽真空，使炉室的线min，保温结東后，关掉真空泵，向炉室中充入纯度为99.99%氩气，当炉室压力为lPa时，关掉充气间，以20。C/分钟的升温速度升温至1050°C,保温30min后，断电降温，温度为550。C时，保温20min后，停炉，继续降温，炉温低于10(TC时，出炉。取样对封接后玻璃封绝缘子的性能指标见下表性能测试气密性(m3.Pa/s)气密性(85。C老化240h)(m3.Pa/s)抗拉强度(N)本发明封接工艺绝缘子5.0x101300传统封接工艺绝缘子3.0xl(T9l.OxlO陽71200实施例4液体钽电容器用可伐合金4J29上盖与4J29芯柱玻璃封绝缘子封接工艺可伐合金4J29的膨胀系数为5.9xlO-6/°C,根据新的封接方式，选择膨胀系数为2.8xlO-，C的封接玻璃，具体烧结工艺为现将可伐合金4J29上盖，成型的玻璃坯和4J29芯柱装配在石墨模具中，放入高温烧结炉，开机械泵抽线(TC/分钟的升温速度升温至580°C,继续抽真空，使炉室的线min,保温结東后，关掉真空泵，向炉室中充入纯度为99.99%氩气，当炉室压力为1Pa时，关掉充气阀，以2(TC/分钟的升温速度升温至1020°C，保温30min后，断电降温，温度为530。C时，保温20min后，停炉，继续降温，炉温低于IO(TC时，出炉。取样对封接后玻璃封绝缘子的性能指标见下表tabletableseeoriginaldocumentpage11/column/rowtable实施例5热电池用钛合金上盖与4J52芯柱玻璃封绝缘子封接工艺钛合金的膨胀系数为9.7xlO-，C,4J52可伐合金的膨胀系数为9.8W(y，C,根据新的封接方法，选择膨胀系数为6.4xl(T，C的封接玻璃，具体烧结工艺为现将钛合金上盖，成型的坡璃坯和4J52合金芯柱装配在石墨模具中，放入高温烧结炉，开机械泵抽线。C/分钟的升温速度升温至60(TC，继续抽真空，使炉室的线min,保温结束后，关掉真空泵，向炉室中充入氩气，当炉室压力为1Pa时，关掉充气阀，以2(TC/分钟的升温速度升温至IOO(TC,保温30min后，断电降温，温度为65(TC时，保温20min后，停炉，炉温低于100。C时，继续降温，出炉。取样对封接后玻璃封绝缘子的性能指标见下表tabletableseeoriginaldocumentpage11/column/rowtable权利要求1.一种金属-玻璃封接工艺，其特征在于该工艺包括以下步骤(a)选择封接玻璃粉对所需封接金属材料的膨胀系数进行测试，根据金属上盖(1)的膨胀系数大于玻璃(3)的膨胀系数，玻璃(3)的热膨胀系数小于或等于金属芯柱(2)的热膨胀系数，选择封接玻璃粉；(b)玻璃成型将步骤(a)中选定的封接玻璃粉，通过模具加压成玻璃坯，然后将玻璃坯在炉中排蜡固化成型；(c)表面处理将步骤(a)的金属材料和步骤(b)中的玻璃坯分别投入去油溶液中进行处理，其处理时间为5～20分钟，去油后再用水清洗并烘干；(d)装配将金属上盖(1)、金属芯柱(2)和步骤(b)中成型的玻璃坯装配在石墨模具中，石墨模具的尺寸根据金属上盖(1)和金属芯柱(2)的尺寸制作；(e)烧结将步骤(d)中装配的石墨模具放入烧结炉中进行烧结，烧结完成后即得到金属上盖(1)和金属芯柱(2)通过玻璃(3)封接的玻璃封缘子。2、根据权利要求1所述的一种金属-玻璃封接工艺，其特征在于所述去油溶液由以下原料组成质量浓度为20~40g/L的碳酸钠、质量浓度为20~40g/L的磷酸钠、质量浓度为30~55g/L的氢氧化纳和质量浓度为2-3ml/L的乳化剂OP-10,去油溶液的温度为50~60°C。3、根据权利要求1所述的一种金属-玻璃封接工艺，其特征在于步骤(a)中所述封接玻璃粉是以Si02-Al203-B203为封接玻璃主成分，通过调整各组分的含量，并加入碱金属氧化物，以控制封接玻璃粉的软化点，粘度和膨胀系数。4、根据权利要求1所述的一种金属-坡璃封接工艺，其特征在于步骤(b)中所述排蜡固化的工艺是以20。C/分钟的升温速度升温至600°C，保温30分钟，可根据玻璃坯质量的大小，增加保温时间，气氛为空气，保温结東后自然冷却到IO(TC以下，出炉。5、根据权利要求2所述的一种金属-玻璃封接工艺，其特征在于所述碳酸纳、磷酸钠和氢氧化钠的质量浓度比为1:2:2，乳化剂OP-10的体积浓度为3ml/L，所述去油溶液的温度为55°C。6、根据权利要求1所述的一种金属-玻璃封接工艺，其特征在于步骤(e)中所述烧结工艺过程为首先，开线(TC/分钟的升温速度升温至600~650°C，继续抽真空，使烧结炉内的线min,保温结東后，关掉真空泵，向烧结炉中充入纯度为99.99%的高纯氩气或氮气，当烧结炉内压力为1Pa时，关掉充气阀，以2(TC/分钟的升温速度升温至980~1050°C，保温30min后，断电降温，温度为550650。C时，保温20min后，继续降温，炉温低于IO(TC时，出炉。全文摘要本发明公开了一种金属-玻璃封接工艺，工艺过程为根据金属上盖的膨胀系数大于玻璃的膨胀系数，玻璃的热膨胀系数小于或等于金属芯柱的热膨胀系数，选择封接玻璃粉；将选定的封接玻璃粉，通过模具加压成玻璃坯，然后将玻璃坯在炉中排蜡成型；将金属材料和玻璃坯分别投入去油溶液中进行处理，去油后再用水清洗并烘干；将金属上盖、金属芯柱和成型的玻璃坯装配在石墨模具中，将装配的石墨模具放入烧结炉中进行烧结。采用本发明封接的金属与玻璃产品封接强度高，密封性好，漏率可小于10sup-10/supmsup3/sup.Pa/s，并在高温下具有较好的密封性，能解决用户产品出现漏液和一致性差等问题，本发明可操作性强，制备的产品一致性好，满足批量化生产的需要。文档编号H01M2/06GK101531473SQ公开日2009年9月16日申请日期2009年4月3日优先权日2009年4月3日发明者任越峰,庆冯,生冯,唐平生,杨文波,水胡,赵红刚,龙海云申请人:西安华泰有色金属实业有限责任公司

　　技术研发人员：冯庆;冯生;杨文波;唐平生;龙海云;赵红刚;胡水;任越峰

　　工程电磁场与磁技术，无线.气动光学成像用于精确制导 2.人工智能方法用于数据处理、预测 3.故障诊断和健康管理