CN111847882B - 低温封接玻璃及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种低温封接玻璃及其制备方法。所述低温封接玻璃包含内核以及包覆在所述内核表面的包覆层；所述内核的材料为铋酸盐系玻璃；所述包覆层的材料为磷酸盐系玻璃；所述铋酸盐系玻璃和所述磷酸盐系玻璃在接触界面析晶形成析晶层。该低温封接玻璃的膨胀系数可调，能够满足铝合金以及不同材质间的良好封接，封接强度较传统低温封接玻璃明显提高，且耐水性好。

Description

低温封接玻璃及其制备方法
技术领域
本发明涉及封接玻璃，特别是一种低温封接玻璃及其制备方法。
背景技术
低温封接玻璃是指能在400～700℃的温度范围内，实现玻璃、陶瓷、金属合金乃至各类新型复合材料等材料封接的玻璃产品，其作为一种新型封接材料，可在较低温度下实现金属(合金)-金属(合金)、金属(合金)-陶瓷、金属(合金)-玻璃等材料间的封接、粘接和绝缘，由此能够广泛应用于汽车行业、航空航天和电子工业等高精尖行业，解决电器工程、电子传感器、光通讯、微流控芯片等一系列现代技术面临的问题和挑战。目前，大多数已商业的封接玻璃是铅基玻璃，玻璃中含有PbO，对人体健康和环境有害。随着低温封接玻璃无铅化的推进，目前主流研究主要集中于具有潜在应用背景的磷系、铋系、钒系以及硼系低温封接玻璃。
随着自动化电器设备的广泛应用，特别是航空航天领域电子技术的不断发展，常规可伐合金和不锈钢为材质的电连接器及其封接材料已经难以满足当今电器设备的需求。铝合金因质地软延展性好、不具备磁性、抗电磁干扰能力强且密度低等特点，成为理想的电子器件材料。但铝合金的熔点为660℃，膨胀系数为236×10-7/℃，目前难以有与之相配比的封接玻璃体系，使其封接难度较大，难以达到所需的封接强度。因此，目前涉及铝合金的封接主要采用焊接的方式，将传统高温封接后的端子用金锡焊或其它焊膏焊接至铝合金壳体上，但焊接成本高、工艺复杂，焊接过程易出现如裂纹、孔穴等缺陷，也会影响器件质量。另外，对不同材质间(例如可伐合金与铝合金间)的封接，因膨胀系数的差异，封接难度也会进一步加大，封接强度低。因此，传统的封接玻璃应用于铝合金的封接或者不同材质间的封接时，封接所得器件常在热循环、热冲击、焊接过程中发生开裂，对于微电子器件，特别是孔间距极小的器件，因应力分布的不均匀性，更易造成封接玻璃开裂，进而导致器件漏气失效。
发明内容
基于此，有必要提供一种低温封接玻璃。该低温封接玻璃的膨胀系数可调，能够满足铝合金以及不同材质间的良好封接，封接强度较传统低温封接玻璃明显提高，且耐水性好。
具体技术方案如下：
一种低温封接玻璃，其包含内核以及包覆在所述内核表面的包覆层；
所述内核的材料为铋酸盐系玻璃；所述包覆层的材料为磷酸盐系玻璃；
所述铋酸盐系玻璃和所述磷酸盐系玻璃在接触界面析晶形成析晶层。
在其中一个实施例中，以重量百分比计，所述磷酸盐系玻璃的组成包括：五氧化二磷40～75％、二氧化硅0.1～5％、氧化锌10～30％、氧化钠3～13％、氧化钾3～20％、氧化铝1～15％、二氧化铈1～5％和氟化铝0.1～5％。
在其中一个实施例中，以重量百分比计，所述磷酸盐系玻璃的组成包括：五氧化二磷50～70％、二氧化硅1～5％、氧化锌10～20％、氧化钠5～10％、氧化钾5～15％、氧化铝1～10％、二氧化铈1～5％和氟化铝1～5％。
在其中一个实施例中，以重量百分比计，所述铋酸盐系玻璃的组成包括：氧化硼3～15％、氧化锌2～14％、氧化铋60～87％、二氧化硅0～5％和氧化钡2～10％。
在其中一个实施例中，以重量百分比计，所述铋酸盐系玻璃的组成包括：氧化硼5～15％、氧化锌5～14％、氧化铋65～80％、二氧化硅1～5％和氧化钡2～10％。
在其中一个实施例中，所述铋酸盐系玻璃和/或所述磷酸盐系玻璃的组成还包括其它氧化物；所述的其它氧化物选自氧化铬、氧化铁、四氧化三铁、氧化锰、氧化钴和五氧化二钒中的至少一种。
在其中一个实施例中，所述磷酸盐系玻璃和所述铋酸盐系玻璃的重量比为5：5～9：1。
在其中一个实施例中，所述低温封接玻璃的膨胀系数为80～190×10-7/℃，封接温度为450～580℃。
本发明还提供所述的低温封接玻璃的制备方法，包括如下步骤：
混合所述铋酸盐系玻璃、所述磷酸盐系玻璃、助剂和溶剂，制备浆料；
对所述浆料进行干燥、造粒和压制，制备玻璃胚；
对所述玻璃胚进行烧结。
在其中一个实施例中，所述烧结是指在升温速率不超过15℃/min的条件下升温，并保温。
在其中一个实施例中，所述造粒所得物的粒径为60～200目。
本发明还提供一种封接方法，包括如下步骤：将如上所述的低温封接玻璃置于待封接的材料之间，加热封接。
在其中一个实施例中，所述待封接的材料的热膨胀系数为80～190×10-7/℃。
在其中一个实施例中，所述待封接的材料为铜、铜合金、铝、铝合金、可伐合金、钛合金和不锈钢中的至少一种。
在其中一个实施例中，所述加热封接的条件包括：封接温度为450～580℃，退火温度为330～400℃。
与现有技术相比较，本发明具有如下有益效果：
本发明的低温封接玻璃创新性的采用两种玻璃体系进行复配，具体为以铋酸盐系玻璃为内核，以磷酸盐系玻璃为包覆层，且在二者之间的接触界面析晶形成析晶层。由此使低温封接玻璃具有膨胀系数可调的优点，可介于80～190×10-7/℃之间，能够适用高膨胀系数的材料，如铝合金，以及膨胀系数差别较大的两种材料，如可伐合金与铝合金之间的良好封接，封接强度高、耐水性良好。同时，上述低温封接玻璃不含铅，为环境友好型材料。
附图说明
图1为采用实施例1所述低温封接玻璃进行器件封接后的玻璃表面析晶照片；
图2为采用实施例2所述低温封接玻璃进行器件封接后的玻璃表面析晶照片；
图3为采用参照玻璃(磷酸盐系玻璃粉末)进行器件封接后的玻璃表面照片。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明的低温封接玻璃及其制备方法作进一步详细的说明。本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明公开内容理解更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
本发明的实施例提供一种低温封接玻璃，其包含内核以及包覆在所述内核表面的包覆层；
所述内核的材料为铋酸盐系玻璃；所述包覆层的材料为磷酸盐系玻璃；
所述铋酸盐系玻璃和所述磷酸盐系玻璃在接触界面析晶形成析晶层。
传统的封接玻璃大都使用单一的玻璃配方，且为了保证无铅和低温封接，玻璃的网络结构通常较弱，导致封接强度低，特别是在异质封接的过程中极易开裂。发明人对磷酸盐系玻璃和铋酸盐系玻璃经过了深入的研究并在试验中发现，磷酸盐与铋酸盐同时作为玻璃的组成成分时玻璃形成能力极差，即使高温熔制成澄清玻璃液后，也会因其快速析晶导致水淬后得到的物质成为高熔点晶体而非低温玻璃。基于该发现，发明人创新性地利用这种玻璃形成能力极限的规律，将磷酸盐系玻璃和铋酸盐系玻璃进行复配使用，并通过，例如压胚烧结的方式使磷酸盐系玻璃对铋酸盐系玻璃进行包覆，同时在烧结的过程中使磷酸盐系玻璃和铋酸盐系玻璃在接触界面形成一层晶体层，该晶体层在应用于封接时经过加热，能够进一步增厚，从而明显地提高封接玻璃的封接强度，进而提高封接后玻璃的抗裂能力。同时通过调整磷酸盐系玻璃和铋酸盐系玻璃的重量比和玻璃配方可以调整所述封接玻璃的膨胀系数，使其能够适应不同待封接材料的需求，且可以达到较高的膨胀系数，特别是能够适用于高膨胀系数的材料，如铝合金，以及膨胀系数差别较大的两种材料，如可伐合金与铝合金之间的良好封接。
另外，相较于现有的高温封接和/或焊接的方式，所述低温封接玻璃应用时能耗低，且封接方法简单、快捷，成本低。同时，所述低温封接玻璃不含铅，为环境友好型材料，符合封接技术的发展趋势。
在其中一个具体的实施例中，以重量百分比计，所述磷酸盐系玻璃的组成包括：五氧化二磷40～75％、二氧化硅0.1～5％、氧化锌10～30％、氧化钠3～13％、氧化钾3～20％、氧化铝1～15％、二氧化铈1～5％和氟化铝0.1～5％。作为优选地，以重量百分比计，所述磷酸盐系玻璃的组成包括：五氧化二磷50～70％、二氧化硅1～5％、氧化锌10～20％、氧化钠5～10％、氧化钾5～15％、氧化铝1～10％、二氧化铈1～5％和氟化铝1～5％。更为优选地，以重量百分比计，所述磷酸盐系玻璃的组成包括：五氧化二磷60～65％、二氧化硅0.5～1.5％、氧化锌13～17％、氧化钠5～7％、氧化钾8～10％、氧化铝3～5％、二氧化铈1～3％和氟化铝1～2％。
在其中一个具体的实施例中，以重量百分比计，所述铋酸盐系玻璃的组成包括：氧化硼3～15％、氧化锌2～14％、氧化铋60～87％、二氧化硅0～5％和氧化钡2～10％。作为优选地，以重量百分比计，所述铋酸盐系玻璃的组成包括：氧化硼5～15％、氧化锌5～14％、氧化铋65～80％、二氧化硅1～5％和氧化钡2～10％。更为优选地，以重量百分比计，所述铋酸盐系玻璃的组成包括：氧化硼6～8％、氧化锌6～7％、氧化铋78～80％、二氧化硅2～3％和氧化钡4～6％。
特别地，所述铋酸盐系玻璃的组成中，以重量百分比计，氧化铋的含量不低于60％。由此确保混入磷酸盐系玻璃中后可以起到良好的促晶化作用。在其中一个具体的实施例中，氧化铋的含量为60～87％，优选为65～70％。
在其中一个具体的实施例中，所述磷酸盐系玻璃和所述铋酸盐系玻璃的重量比为5：5～9：1，优选为6.5：3.5～8.5：1.5。具体地，所述磷酸盐系玻璃和所述铋酸盐系玻璃的重量比包括但不限于如下比值：5：5、6：4、6.5：3.5、7：3、7.5：2.5、8：2、9：1。
按照如上条件优选所述铋酸盐系玻璃和/或所述磷酸盐系玻璃的组成，以及两种玻璃体系间的配比，在实现高膨胀系数以及膨胀系数可调的同时，还能够调控所述铋酸盐系玻璃和所述磷酸盐系玻璃接触界面的晶体的析出速度及析晶量，进而克服传统微晶玻璃需高温、长时间进行析晶的劣势。
在其中一个具体的实施例中，所述铋酸盐系玻璃和/或所述磷酸盐系玻璃的组成还包括其它氧化物；所述其它氧化物选自氧化铬、氧化铁、四氧化三铁、氧化锰、氧化钴和五氧化二钒中的至少一种。所述其它氧化物主要起到增加玻璃润湿性、调节膨胀系数、染色等作用。
在其中一个具体的实施例中，所述铋酸盐系玻璃为铋酸盐系玻璃粉。作为优选地，所述铋酸盐系玻璃粉的粒径小于45μm。
在其中一个具体的实施例中，所述铋酸盐系玻璃的制备方法包括如下步骤：
按照所述铋酸盐系玻璃的组成称取原料，混合并熔制，制备玻璃液；
将所述玻璃液淬火，制备玻璃熔块；
对所述玻璃熔块进行粉碎、研磨。
在其中一个具体的实施例中，所述铋酸盐系玻璃的制备方法中，所述熔制的条件包括：熔制温度为800～1100℃，保温时间为0.5～3h。
在其中一个具体的实施例中，所述磷酸盐系玻璃为磷酸盐系玻璃粉。作为优选地，所述磷酸盐系玻璃粉的粒径小于45μm。
在其中一个具体的实施例中，所述磷酸盐系玻璃的制备方法包括如下步骤：
按照所述磷酸盐系玻璃的组成称取原料，混合并熔制，制备玻璃液；
将所述玻璃液淬火，制备玻璃熔块；
对所述玻璃熔块进行粉碎、研磨。
在其中一个具体的实施例中，所述磷酸盐系玻璃的制备方法中，所述熔制的条件包括：熔制温度为800～1100℃，保温时间为0.5～3h。
在其中一个具体的实施例中，所述低温封接玻璃的膨胀系数为80～190×10-7/℃，封接温度为450～580℃。
本发明的实施例还提供所述的低温封接玻璃的制备方法，包括如下步骤：
混合所述铋酸盐系玻璃、所述磷酸盐系玻璃、助剂和溶剂，制备浆料；
对所述浆料进行干燥、造粒和压制，制备玻璃胚；
对所述玻璃胚进行烧结。
在其中一个具体的实施例中，所述烧结是指在升温速率不超过15℃/min的条件下升温，并保温。优选地，所述升温速率为2～8℃/min。进一步地，所述升温是指升温至预设的烧结温度，例如400～450℃。进一步地，所述保温的时间为30～60min。
在其中一个具体的实施例中，所述烧结采用程序升温：先以3～6℃/min的升温速率升温至300±5℃，保温55～65min；再以3～6℃/min的升温速率升温至350±5℃，保温175～185min；再升温至预设的烧结温度并进行所述保温。
在其中一个具体的实施例中，所述造粒所得物的粒径为60～200目。
在其中一个具体的实施例中，所述溶剂可以选自水、乙醇、丙酮、松油醇中的至少一种。
在其中一个具体的实施例中，所述助剂可以选自粘结剂、分散剂中的至少一种。更为具体地，所述粘结剂可以选自石蜡、聚乙烯醇、聚乙二醇、聚乙烯醇缩丁醛、甲基纤维中的至少一种；所述分散剂可以选自聚氯乙烯、聚丙烯、硬脂酸单甘油酯中的至少一种。
本发明的实施例还提供一种封接方法，包括如下步骤：将如上所述的低温封接玻璃置于待封接的材料之间，加热封接。
在其中一个具体的实施例中，所述待封接的材料的热膨胀系数为80～190×10-7/℃。进一步地，所述待封接的材料为铜、铜合金、铝、铝合金、可伐合金、钛合金和不锈钢中的至少一种。
在其中一个具体的实施例中，所述加热封接的条件包括：封接温度为450～580℃，退火温度为330～400℃。
如下为具体的实施例，如无特别说明，实施例中采用的原料均为市售获得。
实施例中采用的磷酸盐系玻璃粉末的制备方法如下：
按照所述组成称取原料，其中氧化硼来源于硼酸，五氧化二磷来源于磷酸或磷酸盐(如磷酸二氢铵、磷酸氢二铵)，氧化钠、氧化钾均来源于其碳酸物，氟化铝来源于三水氟化铝，其它组分则为其氧化物；
将各原料混合均匀，经800～1100℃熔制，保温0.5～3小时；然后对熔制好的玻璃液进行急冷，获得玻璃熔块；
将玻璃熔块粉碎，研磨，过筛后获得玻璃粉末，玻璃粉末的粉末粒径小于45微米。
实施例中采用的铋酸盐系玻璃粉末的制备方法如下：
按照所述组成称取原料，其中氧化硼来源于硼酸，氧化钡来源于碳酸钡，其它组分则为其氧化物；
将各原料混合均匀，经800～1100℃熔制，保温0.5～3小时；然后对熔制好的玻璃液进行急冷，获得玻璃熔块；
将玻璃熔块粉碎，研磨，过筛后获得玻璃粉末，玻璃粉末的粉末粒径小于45微米。
实施例1
本实施例为一种低温封接玻璃，其采用重量比为7:3的磷酸盐系玻璃粉末和铋酸盐系玻璃粉末制备，其中：
磷酸盐系玻璃粉末的组成为：五氧化二磷62％、二氧化硅1％、氧化锌15％、氧化钠6％、氧化钾9％、氧化铝3.4％、二氧化铈2％和氟化铝1.6％；
铋酸盐系玻璃粉末的组成为：氧化硼7％、氧化锌6.5％、氧化铋79％、二氧化硅2.5％和氧化钡5％。
所述低温封接玻璃的制备步骤如下：
1)将磷酸盐系玻璃粉末和铋酸盐系玻璃粉末按照重量比混合均匀；
2)将混合均匀的玻璃粉末与水、聚乙二醇、聚丙烯混合成浆料，干燥、造粒，获得粒径60～200目的造粒玻璃粉，然后压制成所需形状的玻璃胚；
3)将压制成型的玻璃胚体以5℃/min升温至300℃并保温1h，再以同样的速率升温至350℃保温3h，最后以3℃/min升温速度升温至410℃保温40min，得到形状完整、质地坚硬的低温封接玻璃封接材料。
实施例2
本实施例为一种低温封接玻璃，其采用重量比为9:1的磷酸盐系玻璃粉末和铋酸盐系玻璃粉末制备，其中：
磷酸盐系玻璃粉末的组成为：五氧化二磷62％、二氧化硅1％、氧化锌15％、氧化钠6％、氧化钾9％、氧化铝3.4％、二氧化铈2％和氟化铝1.6％；
铋酸盐系玻璃粉末的组成为：氧化硼7％、氧化锌6.5％、氧化铋79％、二氧化硅2.5％和氧化钡5％。
所述低温封接玻璃的制备步骤如下：
1)将磷酸盐系玻璃粉末和铋酸盐系玻璃粉末按照重量比混合均匀；
2)将混合均匀的玻璃粉末与水、聚乙二醇、聚丙烯混合成浆料，干燥、造粒，获得粒径60～200目的造粒玻璃粉，然后压制成所需形状的玻璃胚；
3)将压制成型的玻璃胚体以5℃/min升温至300℃并保温1h，再以同样的速率升温至350℃保温3h，最后以3℃/min升温速度升温至380℃保温40min，得到形状完整、质地坚硬的低温封接玻璃封接材料。
实施例3
本实施例为一种低温封接玻璃，其采用重量比为5:5的磷酸盐系玻璃粉末和铋酸盐系玻璃粉末制备，其中：
磷酸盐系玻璃粉末的组成为：五氧化二磷62％、二氧化硅1％、氧化锌15％、氧化钠6％、氧化钾9％、氧化铝3.4％、二氧化铈2％和氟化铝1.6％；
铋酸盐系玻璃粉末的组成为：氧化硼7％、氧化锌6.5％、氧化铋79％、二氧化硅2.5％和氧化钡5％。
所述低温封接玻璃的制备步骤如下：
1)将磷酸盐系玻璃粉末和铋酸盐系玻璃粉末按照重量比混合均匀；
2)将混合均匀的玻璃粉末与水、聚乙二醇、聚丙烯混合成浆料，干燥、造粒，获得粒径60～200目的造粒玻璃粉，然后压制成所需形状的玻璃胚；
3)将压制成型的玻璃胚体以5℃/min升温至300℃并保温1h，再以同样的速率升温至350℃保温3h，最后以3℃/min升温速度升温至440℃保温40min，得到形状完整、质地坚硬的低温封接玻璃封接材料。
实施例4
本实施例为一种低温封接玻璃，其采用重量比为7：3的磷酸盐系玻璃粉末和铋酸盐系玻璃粉末制备，其中：
磷酸盐系玻璃粉末的组成为：五氧化二磷55％、二氧化硅2％、氧化锌10％、氧化钠9％、氧化钾15％、氧化铝6％、二氧化铈1％和氟化铝2％；
铋酸盐系玻璃粉末的组成为：氧化硼13％、氧化锌13％、氧化铋68％、二氧化硅1％和氧化钡5％。
所述低温封接玻璃的制备步骤如下：
1)将磷酸盐系玻璃粉末和铋酸盐系玻璃粉末按照重量比混合均匀；
2)将混合均匀的玻璃粉末与水、聚乙二醇、聚丙烯混合成浆料，干燥、造粒，获得粒径60～200目的造粒玻璃粉，然后压制成所需形状的玻璃胚；
3)将压制成型的玻璃胚体以5℃/min升温至300℃并保温1h，再以同样的速率升温至350℃保温3h，最后以3℃/min升温速度升温至370℃保温40min，得到形状完整、质地坚硬的低温封接玻璃封接材料。
实施例5
本实施例为一种低温封接玻璃，其采用重量比为7：3的磷酸盐系玻璃粉末和铋酸盐系玻璃粉末制备，其中：
磷酸盐系玻璃粉末的组成为：五氧化二磷65％、二氧化硅5％、氧化锌11％、氧化钠5％、氧化钾8％、氧化铝4％、二氧化铈1％和氟化铝1％；
铋酸盐系玻璃粉末的组成为：氧化硼8％、氧化锌9％、氧化铋80％、二氧化硅1％和氧化钡2％。
所述低温封接玻璃的制备步骤如下：
1)将磷酸盐系玻璃粉末和铋酸盐系玻璃粉末按照重量比混合均匀；
2)将混合均匀的玻璃粉末与水、聚乙二醇、聚丙烯混合成浆料，干燥、造粒，获得粒径60～200目的造粒玻璃粉，然后压制成所需形状的玻璃胚；
3)将压制成型的玻璃胚体以5℃/min升温至300℃并保温1h，再以同样的速率升温至350℃保温3h，最后以3℃/min升温速度升温至390℃保温40min，得到形状完整、质地坚硬的低温封接玻璃封接材料。
实施例6
本实施例为一种低温封接玻璃，其采用重量比为7：3的磷酸盐系玻璃粉末和铋酸盐系玻璃粉末制备，其中：
磷酸盐系玻璃粉末的组成为：五氧化二磷78％、氧化锌10％、氧化钠5％、氧化钾5％、氧化铝1％和二氧化硅1％；
铋酸盐系玻璃粉末的组成为：氧化硼7％、氧化锌6.5％、氧化铋79％、二氧化硅2.5％和氧化钡5％。
所述低温封接玻璃的制备步骤如下：
1)将磷酸盐系玻璃粉末和铋酸盐系玻璃粉末按照重量比混合均匀；
2)将混合均匀的玻璃粉末与水、聚乙二醇、聚丙烯混合成浆料，干燥、造粒，获得粒径60～200目的造粒玻璃粉，然后压制成所需形状的玻璃胚；
3)将压制成型的玻璃胚体以5℃/min升温至300℃并保温1h，再以同样的速率升温至350℃保温3h，最后以3℃/min升温速度升温至450℃保温40min，得到形状完整、质地坚硬的低温封接玻璃封接材料。
实施例7
本实施例为一种低温封接玻璃，其采用重量比为7：3的磷酸盐系玻璃粉末和铋酸盐系玻璃粉末制备，其中：
磷酸盐系玻璃粉末的组成为：五氧化二磷62％、二氧化硅1％、氧化锌15％、氧化钠6％、氧化钾9％、氧化铝3.4％、二氧化铈2％和氟化铝1.6％；
铋酸盐系玻璃粉末的组成为：氧化硼20％、氧化锌14％、氧化铋55％、二氧化硅3％和氧化钡8％。
所述低温封接玻璃的制备步骤如下：
1)将磷酸盐系玻璃粉末和铋酸盐系玻璃粉末按照重量比混合均匀；
2)将混合均匀的玻璃粉末与水、聚乙二醇、聚丙烯混合成浆料，干燥、造粒，获得粒径60～200目的造粒玻璃粉，然后压制成所需形状的玻璃胚；
3)将压制成型的玻璃胚体以5℃/min升温至300℃并保温1h，再以同样的速率升温至350℃保温3h，最后以3℃/min升温速度升温至390℃保温40min，得到形状完整、质地坚硬的低温封接玻璃封接材料。
分别测试实施例1～7所述的低温封接玻璃的性能。
封接强度的测试方法为：参照GJB 548B中方法2004.2引线牢固性中试验条件A对封接玻璃的抗直线拉力能力进行测试，测出封接玻璃开裂的最大拉力值表征其封接强度；
耐水稳定性为玻璃块在90℃去离子水中浸泡12h后所得的单位时间单位表面积的失重量。
结果如下表1所示：
表1
Figure BDA0002625122120000141
Figure BDA0002625122120000151
注：“参照玻璃”是指同实施例1的磷酸盐系玻璃粉末。
对实施例1～2以及参照玻璃的封接部分进行清洁去污处理，结果如图1～3所示。可见，本发明的低温封接玻璃在封接时能够部分形成晶体层，从而有效提高封接强度；同时，磷酸盐与铋酸盐混合比例7:3(实施例1)所形成的晶体量要高于9:1(实施例2)，且封接后的气泡量也明显降低，更有利于提高封接玻璃的强度，防止开裂。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (15)

1.一种低温封接玻璃，其特征在于，其包含内核以及包覆在所述内核表面的包覆层；
所述内核的材料为铋酸盐系玻璃；所述包覆层的材料为磷酸盐系玻璃；
所述铋酸盐系玻璃和所述磷酸盐系玻璃在接触界面析晶形成析晶层；
以重量百分比计，所述磷酸盐系玻璃的组成包括：五氧化二磷40～75％、二氧化硅0.1～5％、氧化锌10～30％、氧化钠3～13％、氧化钾3～20％、氧化铝1～15％、二氧化铈1～5％和氟化铝0.1～5％；
以重量百分比计，所述铋酸盐系玻璃的组成包括：氧化硼3～15％、氧化锌2～14％、氧化铋60～87％、二氧化硅0～5％和氧化钡2～10％；
所述磷酸盐系玻璃和所述铋酸盐系玻璃的重量比为5：5～9：1。
2.根据权利要求1所述的低温封接玻璃，其特征在于，以重量百分比计，所述磷酸盐系玻璃的组成包括：五氧化二磷50～70％、二氧化硅1～5％、氧化锌10～20％、氧化钠5～10％、氧化钾5～15％、氧化铝1～10％、二氧化铈1～5％和氟化铝1～5％。
3.根据权利要求2所述的低温封接玻璃，其特征在于，以重量百分比计，所述磷酸盐系玻璃的组成包括：五氧化二磷60～65％、二氧化硅0.5～1.5％、氧化锌13～17％、氧化钠5～7％、氧化钾8～10％、氧化铝3～5％、二氧化铈1～3％和氟化铝1～2％。
4.根据权利要求1所述的低温封接玻璃，其特征在于，以重量百分比计，所述铋酸盐系玻璃的组成包括：氧化硼5～15％、氧化锌5～14％、氧化铋65～80％、二氧化硅1～5％和氧化钡2～10％。
5.根据权利要求4所述的低温封接玻璃，其特征在于，以重量百分比计，所述铋酸盐系玻璃的组成包括：氧化硼6～8％、氧化锌6～7％、氧化铋78～80％、二氧化硅2～3％和氧化钡4～6％。
6.根据权利要求1～5任一项所述的低温封接玻璃，其特征在于，所述磷酸盐系玻璃和/或所述铋酸盐系玻璃的组成还包括其它氧化物；所述其它氧化物选自氧化铬、氧化铁、四氧化三铁、氧化锰、氧化钴和五氧化二钒中的至少一种。
7.根据权利要求1～5任一项所述的低温封接玻璃，其特征在于，所述磷酸盐系玻璃和所述铋酸盐系玻璃的重量比为6.5：3.5～8.5：1.5。
8.根据权利要求1～5任一项所述的低温封接玻璃，其特征在于，所述低温封接玻璃的膨胀系数为80～190×10-7/℃，封接温度为450～580℃。
9.权利要求1～8任一项所述的低温封接玻璃的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
混合所述铋酸盐系玻璃、所述磷酸盐系玻璃、助剂和溶剂，制备浆料；
对所述浆料进行干燥、造粒和压制，制备玻璃胚；
对所述玻璃胚进行烧结。
10.根据权利要求9所述的低温封接玻璃的制备方法，其特征在于，所述烧结是指在升温速率不超过15℃/min的条件下升温，并保温。
11.根据权利要求9或10所述的低温封接玻璃的制备方法，其特征在于，所述造粒所得物的粒径为60～200目。
12.一种封接方法，其特征在于，包括如下步骤：将权利要求1～8任一项所述的低温封接玻璃置于待封接的材料之间，加热封接。
13.根据权利要求12所述的封接方法，其特征在于，所述待封接的材料的热膨胀系数为80～190×10-7/℃。
14.根据权利要求12所述的封接方法，其特征在于，所述待封接的材料为铜、铜合金、铝、铝合金、可伐合金、钛合金和不锈钢中的至少一种。
15.根据权利要求12～14任一项所述的封接方法，其特征在于，所述加热封接的条件包括：封接温度为450～580℃，退火温度为330～400℃。
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