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摘要:玻璃封接具有气密性高的特点,广泛应用于高真空度要求的领域,如真空玻璃。真空玻璃具有优异的隔热隔音功能,目前,主流的真空玻璃封接技术为刚性封接,真空玻璃内外温差过高时,会产生较大的应力,降低真空玻璃的使用寿命,而采用金属框柔性封接可以很好的解决应力问题。本文研究了浮法玻璃与铁镍合金的封接,以期为具有可变形结构的金属封边真空玻璃提供技术支持。通过将铁镍合金预氧化,在浮法玻璃和预氧化后的铁镍合金之间涂覆低熔玻璃浆料的方法,实现铁镍合金与浮法玻璃的封接,其中低熔封接玻璃为SnO-ZnO-P2O5系玻璃(简称SZP玻璃)和PbO-ZnO-B2O3系玻璃(简称Pb玻璃)。本文运用XRD、SEM等检测手段研究了4J50铁镍合金在大气中的氧化特性和氧化物膜层结构,运用热膨胀系数测试和润湿性测试等方法研究了封接玻璃与浮法玻璃和铁镍合金的封接可行性,运用力学测试、SEM等检测手段研究了浮法玻璃与铁镍合金的封接性能、封接机理和失效机理。研究结果表明:1)4J50铁镍合金在500~520℃、22~60%湿度范围的空气中氧化时,在氧化初期,基体表面生成不连续的氧化膜,其主要成分为Fe2O3,氧化时间为10~15min后生成均匀的氧化膜,其主要成分为Fe2O3和Fe3O4;提高氧化温度和相对湿度可加快4J50铁镍合金的氧化过程。2)SZP玻璃在浮法玻璃和铁镍合金基体上于430~440℃保温30min可获得良好的润湿性,Pb玻璃在浮法玻璃和铁镍合金基体上于360-380℃保温1h可获得良好的润湿性。添加填料会提高封接玻璃获得所需润湿性的温度,添加8wt.%α-AI2O3的Pb玻璃需在400~410℃保温1h可获得良好的润湿性。3)Pb玻璃比SZP玻璃玻璃更符合匹配封接原则,且本身强度更高,因此其封接效果更好。Pb玻璃封接时会与氧化膜互溶,同时氧化膜中的铁离子向璃端扩散,Pb玻璃向铁镍合金端扩散,当氧化膜达到一定厚度时,Pb玻璃不能穿透氧化膜,Pb玻璃与铁镍合金之间形成了具有一定成分梯度的氧化膜Pb玻璃互溶层。封接失效处为氧化膜Pb玻璃互溶层以及Pb玻璃基体界面与互溶层。在Pb玻璃中添加8wt.%α-Al2O3可以提高Pb玻璃基体与互溶层界面的强度。采用添加8wt.%α-Al2O3的Pb玻璃为封接玻璃,铁镍合金预氧化工艺为氧化时间15min,相对湿度60%,封接工艺为400℃保温1h时,封接浮法玻璃和铁镍合金的封接强度可达到3.53MPa。图32幅,表11个,参考文献54篇。