两级气密密封及其制作工艺制造技术

一种真空玻璃组件具有间隔开的第一和第二非金属基材，该第一和第二非金属基材通过密封元件彼此连接，以在其间形成可抽真空的内部空间。该密封元件通过以下方式形成：使用冷焊接将金属桥接元件接合到该基材中的至少一种基材以形成第一级密封；形成至少部分地与第一级密封接触的第二级密封。该密封元件被配置为将该内部空间与周围环境气密性地隔离，并且第一级密封件和第二级密封件二者皆有助于该密封元件的气密性。封元件的气密性。封元件的气密性。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】两级气密密封及其制作工艺
关于联邦资助研究或开发的声明
[0001]本专利技术是在美国政府支持下、在美国能源部授予的SBIR援助协议DE
‑
SC0017841下完成的。美国政府对本专利技术具有一定的权利。相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2020年6月11日提交的申请号为63/038,102的美国临时专利申请的优先权，上述申请的全部内容通过引用并入本文。
专利

[0003]本专利技术涉及一种用于为具有与环境隔离的内部区域的封套(envelope)创建两级气密密封元件的方法。

技术介绍

[0004]许多现有的真空玻璃组件(evacuated glazing assembly)(例如，真空绝缘玻璃(“VIG”)组件)包括两个或更多个板(例如，玻璃板(glass pane))，这些板通过一定的空间彼此隔开。跨玻璃组件的温度差可显著影响组件的结构，并且在一些情况下导致组件失效。例如，当真空玻璃组件安装在温控和/或绝缘建筑物的外墙中时，外部板的温度通常接近外部空气温度(在暴露于冷时收缩，在暴露于热时膨胀)。内部板通常保持在与内部空气温度一致的相对恒定的温度。外部板相对于内部板的移动(即，收缩或膨胀)被称为“差异板移动”(differential pane movement)，差异板移动过大可能会导致真空玻璃组件因开裂、密封失效、或其他机构而失效。

技术实现思路

[0005]可用于在真空玻璃组件的板之间进行密封的一类密封元件包括金属桥接元件(例如，金属箔)，该金属桥接元件被焊接到沉积在板上的金属粘合剂层。在2019年11月15日提交的美国临时申请第62/936,140号中提供了此类气密密封元件的示例，上述申请的全部内容通过引用并入本文。
[0006]气密密封元件可能会经由各种不同的机构而失效(即：泄漏)，这些机构包括：沿着金属桥接元件和玻璃之间的界面的微泄漏路径、金属桥接元件中的缺陷(例如：划痕、褶皱、微观结构损伤、穿过或沿着焊缝边缘的穿孔、包括金属桥接元件的不连续段之间的接头等)、玻璃中的缺陷(例如：划痕)、由于不受控制的工艺参数变化(例如：由于粘附到焊头上的“垃圾(tramp)”金属)而造成的缺陷、以及焊缝段重叠处未对准。虽然可使用严格控制的制造工艺减少这些失效机构，但仍需要一种能够以具有成本效益的方式提供更可靠气密性的密封件配置。
[0007]在一方面，本专利技术提供了一种真空玻璃组件，该真空玻璃组件具有间隔开的第一基材和第二基材，该第一基材和该第二基材通过密封元件彼此连接，以在其间形成可抽真空的内部空间。该密封元件通过以下方式形成：使用冷焊接将金属桥接元件接合到该基材
中的至少一种基材以形成第一级密封；形成至少部分地与第一级密封接触的第二级密封。该密封元件是气密的，被配置为将该内部空间与周围环境有效地气密性隔离。
[0008]在另一个方面，本专利技术提供了一种真空玻璃组件，该真空玻璃组件包括第一基材、与该第一基材间隔开以在其间限定出内部空间的第二基材、和设置在该第一基材和该第二基材之间以将该内部空间与周围环境气密性隔离的密封元件。该密封元件包括第一级密封和第二级密封，该第一级密封由金属桥接元件与该第一基材之间的冷焊接接合形成，该第二级密封至少部分地与该第一级密封接触。
[0009]在另一个方面，本专利技术提供一种形成密封元件的方法，该密封元件用于在真空玻璃组件的两个基材之间进行气密密封。该方法包括：将金属桥接元件与两个基材中的每个基材接合，以形成第一气密密封级；施加至少部分地与该第一气密密封级接触的密封材料；以及加热该密封材料，以形成第二气密密封级。
[0010]根据以下描述和附图，本专利技术的其他特征和方面将变得显而易见。
附图说明
[0101]图1是示例性真空玻璃组件的局部剖视图，该真空玻璃组件包括内部空间和将该内部空间与周围环境隔离的密封元件。
[0102]图2为图1的密封元件的第一级和第二级接合到基材的局部剖视图。
[0103]图3为根据另一个实施例的密封元件的第一级和第二级的局部剖视图。
[0104]图4为根据另一个实施例的密封元件的第一级和第二级的局部剖视图。
[0105]图5为根据另一个实施例的密封元件的第一级和第二级的局部剖视图。
[0106]图6为根据另一个实施例的密封元件的第一级和第二级的局部剖视图。
[0107]图7为图1的真空玻璃组件的局部剖视图，该真空玻璃组件包括根据另一个实施例的密封元件。
[0108]图8为图1的真空玻璃组件的局部剖视图，该真空玻璃组件包括根据另一个实施例的密封元件。
[0109]图9为实施本专利技术各方面的密封元件的第一级和第二级的照片。
[0110]图10是示出了箔带接合到基材的俯视图。
[0111]图11为根据本专利技术的一个实施例的密封过程的流程图。
[0011]在详细说明本专利技术的任何实施例之前，应当理解，本专利技术在其应用上不限于以下描述中阐述的或在上述附图中示出的构造和布置的细节。在不显著背离本专利技术精神的情况下，本专利技术能够具有其他实施例并且能够以各种方式实施或进行。定义
[0012]如本文所使用，术语“板(pane)”是指玻璃元件，用作平面气密密封式围封组件中(flat hermetically
‑
sealed enclosure assembly)的壁部元件或基材(substrate)。
[0013]“差异板移动(Differential pane movement)”是指两个相邻板之间在一个板的温度相对于另一个板的温度变化时发生的相对板移动。“差异板移动”也可指在机械影响或其他影响(例如，搬运或使用期间的撞击)下发生的相对板移动。
[0014]“气密性(Hermeticity)”或“气密性水平(level of hermeticity)”是指对密封能够达到的最大泄漏率的度量，该度量例如以每厘米密封长度的每秒标准立方厘米(“sccs/
cm”)的氦气或等效量进行测量。一般而言，较高的气密性对应于较低的泄漏率值，反之亦然。
[0015]“气密的(hermetic)”是指密封能够达到适合于该应用或该应用指定的气密性。应当认识到，多级密封中的每一级(诸如本文所描述和示出的密封级)可被描述为气密的，而不代表每一级气密性是相同的。
[0016]术语“高延展性的(highly
‑
malleable)”是指一个物体或一种材料的屈服应力(yield stress)不大于10,000psi(例如，不大于5,500psi)。
[0017]就焊接(welding)或涂镀(coating)而言，术语“固态”意指不涉及被结合材料熔化的结合工艺。
[0018]术语“冷焊接”是指用于结合两个或更多个部件的固态工艺。
[0019]术语“超声波焊头(sonotrode)”是指一种振动工具，该工具通过超声波接合装置将平移运动(translational本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种真空玻璃组件，所述真空玻璃组件具有间隔开的第一基材和第二基材，所述第一基材和所述第二基材通过密封元件彼此连接，以在其间形成可抽真空的内部空间，其中所述密封元件通过以下方式形成：使用冷焊接将金属桥接元件接合到所述基材中的至少一种基材，以形成第一级密封；及形成第二级密封，所述第二级密封至少部分地与所述第一级密封接触；其中所述密封元件被配置为将所述内部空间与周围环境气密隔离。2.根据权利要求1所述的真空玻璃组件，其中所述形成第二级密封包括施加至少部分地与所述第一级密封接触的密封材料。3.根据权利要求2所述的真空玻璃组件，其中所述密封材料包括焊料玻璃。4.根据权利要求2所述的真空玻璃组件，其中所述密封材料包括金属焊料。5.根据权利要求2所述的真空玻璃组件，其中所述密封材料包括有机密封材料。6.根据权利要求2所述的真空玻璃组件，其中所述形成第二级密封还包括加热所述真空玻璃组件。7.根据权利要求1所述的真空玻璃组件，其中所述形成第二级密封包括焊接所述第一级密封的至少一部分。8.根据权利要求1所述的真空玻璃组件，其中所述冷焊接包括将所述金属桥接元件与振动的超声波焊头接触。9.根据权利要求1所述的真空玻璃组件，其中所述金属桥接元件包括接合到所述第一基材的第一段和接合到所述第二基材的第二段。10.根据权利要求9所述的真空玻璃组件，其中所述第一段焊接到所述第二段。11.根据权利要求9所述的真空玻璃组件，其中所述第一段通过连接材料接合到所述第二段。12.一种真空玻璃组件，所述真空玻璃组件包括：第一基材；第二基材，所述第二基材与所述第一基材间隔开，以在其间限定出内部空间；密封元件，所述密封元件设置在所述第一基材和所述第二基材之间，以将所述内部空间与周围环境气密隔离，其中所述密封元件包括：第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：彼得，
申请(专利权)人：V玻璃公司，
类型：发明
国别省市：