玻璃、氧化铝陶瓷-玻璃结构件及制备方法与应用技术

技术编号：40462318 阅读：10 留言：0更新日期：2024-02-22 23:16

本发明专利技术涉及玻璃制造及氧化铝陶瓷连接技术领域，公开了玻璃、氧化铝陶瓷‑玻璃结构件及制备方法与应用。本发明专利技术提供的玻璃，以所述玻璃的总重为基准，以氧化物计，其化学组成包括：氧化钠8‑15wt％、氧化硼10‑15wt％、氧化硅60‑80wt％、氧化锂0‑5wt％、氧化铝0‑5wt％、氧化镁2‑5wt％和氧化钙1‑5％；其中，(氧化钠+氧化锂)的总重量含量≤18wt％，(氧化硅+氧化硼)的总重量含量为75‑85wt％，(氧化钠+氧化锂+氧化钙)：(氧化镁+氧化硼+氧化铝)的重量比为0.7‑1.4。该玻璃具有优异连接性能，与氧化铝陶瓷结构件连接处具有较高机械强度，该玻璃的线性热膨胀系数与氧化铝陶瓷接近，可降低熔接后降温过程中开裂风险，同时该玻璃的透光率≥90％，可满足氧化铝‑玻璃结构件中可视化或光信号传输的需求。

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【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及玻璃制造及氧化铝陶瓷连接，具体涉及玻璃、氧化铝陶瓷-玻璃结构件及制备方法与应用。

技术介绍

1、氧化铝陶瓷具有机械强度高、硬度高、耐热冲击强度高和密度相对较低等特点，可用于制造结构件。与此同时，由于氧化铝陶瓷自身存在高脆性、均匀性差的缺点，以其作为结构件的材料，存在较大的加工难度。随着市场对大尺寸、复杂形状的氧化铝陶瓷结构件的使用需求不断扩大，对氧化铝陶瓷的连接技术及连接材料提出了更高的要求，提高连接强度对于提升大尺寸、复杂形状的氧化铝陶瓷结构件的品质及可靠性至关重要。

2、在上述应用领域以外，目前智能电子穿戴设备大多使用陶瓷作为壳体的主要材质，在壳体上开孔，孔中填充透明材料(玻璃或透明陶瓷)作为光信号透过的窗口。当前使用较多的是氧化锆陶瓷/玻璃(透明陶瓷)连接结构，氧化铝陶瓷作为智能电子穿戴设备壳体未见应用。鉴于上述优势，氧化铝用作电子产品壳体仍然具有一定的发展空间，但同样需要解决氧化铝陶瓷与玻璃的连接问题。

技术实现思路

1、本专利技术的目的是为了克服现有技术中连接材料与氧化铝陶瓷之间存在热膨胀系数匹配性差、连接强度不理想的问题，提供了玻璃、氧化铝陶瓷-玻璃结构件及制备方法与应用。

2、为了实现上述目的，本专利技术第一方面提供一种玻璃，以所述玻璃的总重为基准，以氧化物计，所述玻璃的化学组成包括：氧化钠8-15wt％、氧化硼10-15wt％、氧化硅60-80wt％、氧化锂0-5wt％、氧化铝0-5wt％、氧化镁2-5wt％和氧化钙1-5％；</p>

3、其中，(氧化钠+氧化锂)的总重量含量≤18wt％，(氧化硅+氧化硼)的总重量含量为75-85wt％，(氧化钠+氧化锂+氧化钙)：(氧化镁+氧化硼+氧化铝)的重量比为0.7-1.4。

4、本专利技术第二方面提供一种玻璃的制备方法，包括：将原料粉体进行混合，并将得到的混合料依次进行熔融、成型和退火，得到玻璃；

5、其中，以所述原料粉体的总重为基准，以氧化物计，所述原料粉体包括：氧化钠8-15wt％、氧化硼10-15wt％、氧化硅60-80wt％、氧化锂0-5wt％、氧化铝0-5wt％、氧化镁2-5wt％和氧化钙1-5％；

6、其中，(氧化钠+氧化锂)的总重量含量≤18wt％，(氧化硅+氧化硼)的总重量含量为75-85wt％，(氧化钠+氧化锂+氧化钙)：(氧化镁+氧化硼+氧化铝)的重量比为0.7-1.4。

7、本专利技术第三方面提供一种由前述第二方面所述的制备方法制得的玻璃。

8、本专利技术第四方面提供前述第一方面或第三方面所述的玻璃在连接氧化铝陶瓷材料中的应用。

9、本专利技术第五方面提供一种氧化铝陶瓷-玻璃结构件，所述结构件包括：前述第一方面或第三方面所述的玻璃，以及与所述玻璃以熔接方式连接的氧化铝陶瓷构件。

10、本专利技术第六方面提供一种氧化铝陶瓷-玻璃结构件的制备方法，包括：

11、将前述第一方面或第三方面所述的玻璃与氧化铝陶瓷构件接触，并进行熔接，得到氧化铝陶瓷-玻璃结构件。

12、本专利技术第七方面提供一种由前述第六方面所述的方法制得的氧化铝陶瓷-玻璃结构件。

13、通过上述方案，本专利技术提供的玻璃具有优异的连接性能，与氧化铝陶瓷结构件基体经高温熔接，连接处具有较高的机械强度，连接处的结合力大于280mpa，该玻璃在25-700℃范围的线性热膨胀系数为(5.5-7.5)×10-6/℃，与氧化铝陶瓷的线性膨胀系数接近，可有效降低熔接后降温过程中产品出现开裂的风险，实现优质连接，同时该玻璃的透光率≥90％，不但能够满足作为氧化铝陶瓷连接材料性能要求，还能够在连接所制得的特定氧化铝陶瓷-玻璃结构件中满足可视化或光信号传输的使用需求。

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【技术保护点】

1.一种玻璃，其特征在于，以所述玻璃的总重为基准，以氧化物计，所述玻璃的化学组成包括：氧化钠8-15wt％、氧化硼10-15wt％、氧化硅60-80wt％、氧化锂0-5wt％、氧化铝0-5wt％、氧化镁2-5wt％和氧化钙1-5％；

2.根据权利要求1所述的玻璃，其中，基于所述玻璃的总重，以氧化物计，所述玻璃的化学组成包括：氧化钠10-14wt％、氧化硼12-15wt％、氧化硅65-70wt％、氧化锂0-3wt％、氧化铝0-2wt％、氧化镁2-3wt％和氧化钙2-4％。

3.根据权利要求1或2所述的玻璃，其中，所述玻璃在25-700℃范围的线性热膨胀系数为(5.5-7.5)×10-6/℃，优选为(6-7)×10-6/℃。

4.根据权利要求3所述的玻璃，其中，在25-700℃范围内，所述玻璃的线性热膨胀系数与氧化铝陶瓷的线性热膨胀系数的比值为(0.8-1.25)：1。

5.根据权利要求1-4中任意一项所述的玻璃，其中，所述玻璃以熔接方式与氧化铝陶瓷构件连接，连接处的结合力大于280MPa，优选大于300MPa。

6.根据权

7.一种玻璃的制备方法，其特征在于，包括：

8.根据权利要求7所述的方法，其中，以所述原料粉体的总重为基准，所述原料粉体包括以氧化物计的：氧化钠10-14wt％、氧化硼12-15wt％、氧化硅65-70wt％、氧化锂0-3wt％、氧化铝0-2wt％、氧化镁2-3wt％和氧化钙2-4％。

9.根据权利要求7或8所述的方法，其中，所述熔制的条件包括：温度为1000-1500℃，优选为1200-1400℃；时间为1-4h，优选为2-3h。

10.一种由权利要求7-9中任意一项所述的方法制得的玻璃。

11.权利要求1-6和10中任意一项所述的玻璃在连接氧化铝陶瓷材料中的应用。

12.一种氧化铝陶瓷-玻璃结构件，其特征在于，所述结构件包括：权利要求1-6和10中任意一项所述的玻璃，以及与所述玻璃以熔接方式连接的氧化铝陶瓷构件。

13.根据权利要求12所述的氧化铝陶瓷-玻璃结构件，其中，所述玻璃与氧化铝陶瓷构件之间的结合力大于280MPa，所述玻璃的透光率≥90％。

14.一种氧化铝陶瓷-玻璃结构件的制备方法，其特征在于，包括：

15.根据权利要求14所述的方法，其中，所述熔接的条件包括：温度为1000-1500℃，优选为1050-1350℃；时间为1-4h，优选为2-3h。

16.一种由权利要求14或15所述的方法制得的氧化铝陶瓷-玻璃结构件。

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【技术特征摘要】

3.根据权利要求1或2所述的玻璃，其中，所述玻璃在25-700℃范围的线性热膨胀系数为(5.5-7.5)×10-6/℃，优选为(6-7)×10-6/℃。

4.根据权利要求3所述的玻璃，其中，在25-700℃范围内，所述玻璃的线性热膨胀系数与氧化铝陶瓷的线性热膨胀系数的比值为(0.8-1.25)：1。

5.根据权利要求1-4中任意一项所述的玻璃，其中，所述玻璃以熔接方式与氧化铝陶瓷构件连接，连接处的结合力大于280mpa，优选大于300mpa。

6.根据权利要求1-5中任意一项所述的玻璃，其中，所述玻璃的透光率≥90％，优选≥91％。

7.一种玻璃的制备方法，其特征在于，包括：

8.根据权利要求7所述的方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：林信平，赵顺，江品颐，杨涛，
申请(专利权)人：比亚迪股份有限公司，
类型：发明
国别省市：

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