一种采用双层玻璃焊料连接透明尖晶石和透明蓝宝石陶瓷的方法技术

本发明专利技术公开了一种采用双层玻璃焊料连接透明尖晶石和透明蓝宝石陶瓷的方法，属于焊接技术领域。该方法是利用双层玻璃焊料分步连接异种陶瓷，抑制界面反应，从而获得兼具高强度和高透光率的接头。具体为：将两种玻璃焊料粉体制成浆料后分别均匀涂覆至透明尖晶石陶瓷和透明蓝宝石陶瓷表面；先将涂覆玻璃浆料的蓝宝石和涂覆玻璃浆料的尖晶石放置于马弗炉中进行第一步连接；再按照蓝宝石/玻璃层/尖晶石顺序进行装配并施加一定压力，放置于马弗炉中进行第二步连接。本发明专利技术制备的双层玻璃焊料对异种陶瓷的热膨胀系数和折射系数进行梯度过渡，从而能够提高接头强度，保证接头透光性。保证接头透光性。

【技术实现步骤摘要】
一种采用双层玻璃焊料连接透明尖晶石和透明蓝宝石陶瓷的方法


[0001]本专利技术涉及焊接
，具体涉及一种双层玻璃焊料连接透明尖晶石和透明蓝宝石陶瓷的方法。

技术介绍

[0002]透明镁铝尖晶石陶瓷(MgAl2O4)和透明蓝宝石陶瓷(单晶状态的Al2O3)是常用的红外透明陶瓷，在红外探测器窗口等领域具有广阔的应用前景。当然这两种透明陶瓷的性能也存在一定的区别。例如，镁铝尖晶石陶瓷的透光波长范围较宽，制备成本相对较低，但其力学性能偏低。蓝宝石陶瓷的强度高，但由于其为单晶材料，制备成本较高。因此，将这两种透明陶瓷连接在一起，能够利用其各自的优点，从而避免各自的不足。
[0003]玻璃焊料具有优异的透光性、与陶瓷材料具有良好的化学相容性，且玻璃焊料的热膨胀系数、折射系数等理化性质可以通过对玻璃焊料的成分设计进行调控。因此，玻璃焊料是连接透明陶瓷的理想材料。
[0004]然而，为了获得良好透光性的接头，必须避免玻璃焊料与陶瓷母材之间的界面反应，防止在界面处形成新相。采用单层玻璃焊料连接异种透明陶瓷时，必须同时避免玻璃焊料与两种陶瓷材本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种采用双层玻璃焊料连接透明尖晶石和透明蓝宝石陶瓷的方法，其特征在于：该方法利用两种玻璃焊料(玻璃焊料Ⅰ和玻璃焊料Ⅱ)分步连接异种陶瓷，制得蓝宝石/玻璃焊料Ⅰ/玻璃焊料Ⅱ/尖晶石接头。2.根据权利要求1所述的采用双层玻璃焊料连接透明尖晶石和透明蓝宝石陶瓷的方法，其特征在于：所述玻璃焊料Ⅰ按照重量百分比计的组成为：La2O3：50
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58％，SiO2：18
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25％，B2O3：12
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18％，Nb2O5：4
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8％，Ta2O5：2
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8％；所述玻璃焊料Ⅱ的组成是在玻璃焊料Ⅰ成分的基础上添加MgO，添加MgO的量为玻璃焊料Ⅰ重量的4
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8％。3.根据权利要求1或2所述的采用双层玻璃焊料连接透明尖晶石和透明蓝宝石陶瓷的方法，其特征在于：该制备方法具体包括以下步骤：(1)材料准备：对尖晶石陶瓷和蓝宝石陶瓷以丙酮为介质进行超声清洗，去除油污，超声时间5
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20min，然后吹干备用；(2)玻璃焊料制备：按照玻璃焊料Ⅰ和玻璃焊料Ⅱ的化学成分各自称量氧化物原料，均匀混合后采用熔融
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水淬法制备得到玻璃焊料Ⅰ粉体和玻璃焊料Ⅱ粉体；(3)第一步连接：将玻璃焊料Ⅰ粉体和玻璃焊料Ⅱ粉体分别制成玻璃浆料Ⅰ和玻璃焊料Ⅱ，将玻璃浆料Ⅰ涂覆在蓝宝石陶瓷表面，将玻璃浆料Ⅱ涂覆在尖晶石陶瓷表面，然后放入空气气氛的马弗炉中进行加热和保温处理；保温结束后，快冷至室温；在蓝宝石陶瓷和尖晶石陶瓷表面分别得到玻璃层Ⅰ和玻璃层Ⅱ；(4)表面处理：分别将蓝宝石和尖晶石陶瓷表面的玻璃层Ⅰ和玻璃层Ⅱ进行磨平，抛光；(5)第二步连接：按照“蓝宝石/玻璃层Ⅰ/玻璃层Ⅱ/尖晶石”的顺序进行装配，同时采用放置重物的方式对接头施加一定的压力(在接头上表面放置物体以施加竖直向下的压力)；将装配好并施加压力的样品放入空气气氛的马弗炉中进行加热和保温处理；保温结束后，随炉冷却至室温，获得所述蓝宝石/玻璃焊料Ⅰ/玻璃焊料Ⅱ/尖晶石接头，实现了异种陶瓷之间的双层玻璃焊料连接。4.根据权利要求3所述的采用双层玻璃焊料连接透明尖晶石和透明蓝宝石陶瓷的方法，其特征在于：步骤(2)中，所述熔融
‑
水淬法过程为：将称量好的用于制备玻璃焊料Ⅰ或玻璃焊料Ⅱ的氧化物原料粉体放入球磨罐中，以酒精或去离子水为球磨介质，ZrO2为磨球进行球磨，球磨转速为400
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500转/min，球磨时间为2
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【专利技术属性】
技术研发人员：朱巍巍，任轶博，马翊珈，邹豪豪，祖国庆，韩英，冉旭，
申请(专利权)人：长春工业大学，
类型：发明
国别省市：