本发明专利技术公开了一种新型中高温太阳能集热管金属与玻璃的封接方法，涉及中性硼硅玻璃与可伐合金这两种膨胀系数相近的金属和玻璃如何进行匹配封接，为金属玻璃中高温太阳能真空集热管的制作提供了新的方法。该方法中可伐合金的热膨胀系数与中性硼硅玻璃的膨胀系数相差范围在５％～１０％，过渡段玻璃与中性硼硅玻璃的膨胀系数相差范围为５％～１０％；中性硼硅玻璃与过渡段玻璃封接温度在６００℃－１０００℃，可伐合金与过渡段玻璃的封接区加热温度为６００℃－１２００℃；封接口长度约３ｍｍ－８ｍｍ；封接后对中性硼硅玻璃、过渡段玻璃与可伐合金的整个封接段进行退火处理，退火温度在４５０℃－６００℃，时间在１０－６０分钟。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于太阳能应用领域，具体涉及一种新型中高温太阳能真空集热管中金属 与玻璃封接的方法。
技术介绍
目前国内，在金属玻璃中高温太阳能真空集热管制造中，由于常用的可伐合金与 常用的太阳能高硼硅玻璃(3.2X10_6-3.6X10_6/°C)的热膨胀系数有一定差值，因此金属 与玻璃很难直接进行封接，如要实现匹配封接，则有两种方式一、需要加入多个过渡段，过渡段的增加使得漏气的可能性增大，致使整个装置的 气密性降低；过渡段过长使得过渡装置占整个集热管的比例加大，降低了集热管的集热效 率；而中间的过渡玻璃国内的产量少，价格高，增加了集热管的生产成本；工艺复杂，不适 合大规模生产。二、需要改变玻璃或者金属的热膨胀系数，目前常用的可伐合金的热膨胀系数为 4. 7X 10_6-5. 2X 10_6/°C，要改变它的膨胀系数工艺非常复杂，大批量生产无法保证其热膨 胀系数的稳定性，所以选择改变玻璃的热膨胀系数更为简便可行，由于目前中性硼硅玻璃 已经有大批量生产的条件，许多医用的药剂瓶正是使用的这种中性硼硅玻璃。因此选择这 种中性硼硅玻璃替代常用的热膨胀系数为3. 2X 10_6-3. 6X 10_6/°C的太阳能领域使用的高 硼硅玻璃无疑为封接工艺降低了难度，也节约了成本。而其他的非匹配封接技术也尚未成熟，玻璃管易炸裂，很难达到高温工作的要求。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供。中性 硼硅玻璃与过渡段玻璃先封接，然后过渡段玻璃再与可伐合金直接封接，可伐合金的热膨 胀系数与中性硼硅玻璃的膨胀系数相差范围在5% 10%，而中间的过渡段玻璃与太阳能 集热管中性硼硅玻璃的膨胀系数相差范围也为5% 10% ；中性硼硅玻璃与过渡段玻璃封 接温度在600°C -ΙΟΟΟ ，可伐合金与过渡段玻璃的封接区加热温度为600°C --1200°C;封 接口长度约3mm 8mm ；封接后对整个封接段进行退火处理，退火温度在450°C 60(TC，时 间在10 60分钟。现有的中性硼硅玻璃与可伐合金封接，中性硼硅玻璃的热膨胀系数与可伐合金 相近，相差范围在10%以内，理论上可以匹配封接，但是由于此种中性硼硅玻璃的软化点 为780°C，封接温度太高时，可伐合金的热膨胀系数变化太大，因此本专利技术使用一段玻璃过 渡段，过渡段玻璃使用国内的电子玻璃DM308，节约了生产成本，增加了封接可靠性的同时 也提高了太阳能集热管的利用率，因为只有一段过渡段，所以就只有两个熔接处，熔接处越 少，漏气点就越少，极大提高了集热管的密封性，也就是延长了集热管的寿命，同时减少了 漏气点，也就减少了集热管炸裂的可能性，间接提高了集热管的成品率，降低了集热管的生 产成本，而过渡段越少，意味着这一段占集热管总长的比例越少，所以集热管的有效长度就越长，每减少一个过渡段，集热管的有效长度就增加10 20mm，因此也提高了太阳能集热 管的利用率。附图说明 图1是为本专利技术中高温太阳能集热管中性硼硅玻璃与可伐合金连接的结构示意 图。图中1-中性硼硅玻璃；2-过渡段玻璃；3-可伐合金。 具体实施例方式下面将结合附图和实施例对本专利技术作进一步的详细说明。本专利技术是，如图1所示，中 性硼硅玻璃1与过渡段玻璃2先封接，然后过渡段玻璃2再与可伐合金3直接封接。中 性硼硅玻璃1、过渡段玻璃2与可伐合金3的膨胀系数分别为4. 8X 10_6 5. 2X 10_6/°C、 4. 7Χ1(Γ6 5. 2X1(T6,C禾口 4. 7Χ1(Γ6 5. 2 X 1(T6/°C，过渡段玻璃 2 采用电子玻璃 DM308。 所述的中性硼硅玻璃是指热膨胀系数为4. 8 5. 2X 10-6/oC (20 300°C )，透光率为91% 的玻璃，其化学性能稳定，耐水一级、耐酸一级、耐碱甲级，并且具有较强抗冷热冲击性和很 高的机械强度。.三种材料过渡封接方法如下1)首先，利用玻璃车床将中性硼硅玻璃管与过渡段玻璃管封接好，过渡段玻璃2 的长度为15 30mm，封接温度在600°C —1000°C。2)然后，将可伐合金3清洗干净，放入烧氢炉进行烧氢处理，之后，将可伐合金3放 入高频加热头的底端加热氧化。3)将1)中封接好的中性硼硅玻璃1与过渡段玻璃2的玻璃管也放入到高频加热 头内部，过渡段玻璃2的端头与可伐合金3的端部正好对上。4)在600°C —1200°C的温度下，将可伐合金3加热到暗红色，此时可伐合金3的表 面均勻的附着上一层氧化物，氧化物的主要成分为氧化亚铁。氧化层的厚度为1-2 μ m，面密 度为0. 3-0. 7mg/m2时为最佳。由于可伐合金3的端部温度极高，靠近可伐合金3端头的过 渡段玻璃2变成熔融状态，由于重力的原因，直接将可伐合金3插入到过渡段玻璃2中，插 入深度5-8mm，使熔融状态的玻璃管均勻包覆在可伐合金管外壁，用石墨将其定型。5)将对接后的中性硼硅玻璃1与可伐合金3的封接段放置到退火炉中去除内应 力，时间维持在10-60分钟，温度维持在450°C -600°C。权利要求，其特征在于中性硼硅玻璃与过渡段玻璃先封接，然后过渡段玻璃再与可伐合金直接封接。2.根据权利要求1所述的封接方法，其特征在于a)首先，利用玻璃车床将中性硼硅玻璃管与过渡段玻璃管封接好，封接温度在 600 0C -IOOO0C ；b)然后，将可伐合金清洗干净，放入烧氢炉进行烧氢处理，之后，将可伐合金放入高频 加热头的底端加热氧化；c)将a)中封接好的中性硼硅玻璃与过渡段玻璃的玻璃管也放入到高频加热头内部， 过渡段玻璃的端头与可伐合金的端部正好对上；d)在600°C—1200°C的温度下，将可伐合金加热到暗红色，此时可伐合金的表面均勻 的附着上一层氧化物，靠近可伐合金端头的过渡段玻璃变成熔融状态，直接将可伐合金插 入到过渡段玻璃中，插入深度5-8mm，使熔融状态的玻璃管均勻包覆在可伐合金管外壁，用 石墨将其定型；e)将对接后的中性硼硅玻璃与可伐合金的整个封接段放置到退火炉中进行退火处理， 时间维持在10-60分钟，温度维持在450°C -600°C。3.根据权利要求2所述的封接方法，其特征在于所述的氧化物的主要成分为氧化亚 铁，氧化层的厚度为1-2 μ m，面密度为0. 3-0. 7mg/m2。4.根据权利要求1 3任意一项所述的封接方法，其特征在于，可伐合金的热膨胀系数 与中性硼硅玻璃的膨胀系数相差范围在5% 10%，过渡段玻璃与中性硼硅玻璃的膨胀系 数相差范围为5% 10%。5.根据权利要求1 3任意一项所述的封接方法，其特征在于，过渡段玻璃为电子玻璃 DM308，长度为 15 30mm。6.根据权利要求1 3任意一项所述的封接方法，其特征在于，中性硼硅玻璃与可伐合 金的封接口长度为3mm 8mm。全文摘要本专利技术公开了，涉及中性硼硅玻璃与可伐合金这两种膨胀系数相近的金属和玻璃如何进行匹配封接，为金属玻璃中高温太阳能真空集热管的制作提供了新的方法。该方法中可伐合金的热膨胀系数与中性硼硅玻璃的膨胀系数相差范围在5％～10％，过渡段玻璃与中性硼硅玻璃的膨胀系数相差范围为5％～10％；中性硼硅玻璃与过渡段玻璃封接温度在600℃-1000℃，可伐合金与过渡段玻璃的封接区加热温度为600℃-1200℃；封接口长度约3mm-8mm；本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种新型中高温太阳能集热管金属与玻璃的封接方法，其特征在于：中性硼硅玻璃与过渡段玻璃先封接，然后过渡段玻璃再与可伐合金直接封接。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：刘雪莲，张秀廷，刘荣，张志鹏，范兵，陈步亮，
申请(专利权)人：北京天瑞星真空技术开发有限公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]
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