钢化真空玻璃具有传热系数低、隔声性能好、抗结露、保温性能好等优势被广泛应用于建筑行业,是新一代建筑节能玻璃之一。钢化真空玻璃封接过程中,金属封接层由高温向室温冷却,由于热膨胀系数不匹配,使得封接层存在较大的封接应力,容易使封边开裂,影响钢化真空玻璃的使用寿命和可靠性。因此,研究钢化真空玻璃封接层的力学性能,选择合适的封接工艺和金属焊料,是实现钢化真空玻璃可靠密封的关键。本文分别使用Sn37Pb焊料和Sn3.5Ag焊料对钢化真空玻璃进行封接,分析了封接温度、封接时间、封接压力和焊料厚度等因素对钢化真空玻璃封接接头残余应力的影响。并利用正交设计的方法确定了影响接头残余应力各项因素的最佳指标,结合剪切强度的测试结果,确定了最佳的封接工艺。在最优的封接工艺下,对使用这两种焊料的钢化真空玻璃进行有限元模拟分析,计算出两种焊料获得的钢化真空玻璃的整体应力以及封接层处的应力。主要研究结果如下:随着封接温度的增加,两种焊料的封接接头各个方向的应力都出现了增大的趋势;延长封接时间和增加封接压力,都可以降低接头的残余应力;增加焊料厚度,沿着两种焊料封接接头的X方向,Y方向和Z方向路径的应力随着焊料厚度增加先增大后减小,且Z方向的分布规律发生了变化。沿着XY方向路径应力随着焊料厚度增加,持续减小。各因素对两种焊料封接接头残余应力的影响趋势是一致的。利用正交设计的方法确定了Sn3.5Ag焊料封接接头的最优水平组合为H1P4T2M2。焊料厚度H对接头残余应力的影响最为显著,封接压力P对接头残余应力的影响较为显著,封接温度T和封接时间M的影响较小。结合剪切强度测试结果,确定Sn3.5Ag焊料封接接头的最优封接工艺与模拟结果对应,证明在优化参数下获得的钢化真空玻璃封接接头,各方向应力减小,有利于提高接头的剪切强度。Sn37Pb焊料在银层上的润湿性比Sn3.5Ag焊料在银层上的润湿性要好。Sn37Pb焊料封接接头断口中的Ag3Sn颗粒会随着封接温度的升高和封接时间的延长逐渐得到细化并且均匀弥散的分布在接头断口中,继续升高温度和延长封接时间会有大量的Ag3Sn颗粒团聚在一起,容易引起应力集中。Sn3.5Ag焊料封接接头断口中整块状的Sn单质会随着封接温度的升高和封接时间的延长逐渐变成分散的小块状Sn单质和团聚的大块状Sn单质,最终直至银层在玻璃表面脱落,接头的强度也会随着封接工艺的改变先升高后降低,断口分析结果与剪切强度测试结果一致。使用Sn3.5Ag焊料的钢化真空玻璃封接层的残余应力远远小于使用Sn37Pb焊料的钢化真空玻璃封接层处的应力;去掉支撑柱后会使钢化真空玻璃封接层的应力明显增大;增大玻璃的尺寸可以减小钢化真空玻璃封接层处的应力。因此,使用Sn3.5Ag焊料和优化的封接工艺,制造有支撑柱的符合实际需要尺寸的钢化真空玻璃,满足要求。图54幅,表10个,参考文献99篇。