CN1823018A

CN1823018A - 有焊缝的玻璃陶瓷制品及其制造方法

Info

Publication number: CN1823018A
Application number: CN200480020287.9A
Authority: CN
Inventors: A·M·弗雷德霍姆; C·吉勒
Original assignee: Corning Inc
Current assignee: Corning Inc
Priority date: 2003-07-15
Filing date: 2004-07-02
Publication date: 2006-08-23
Anticipated expiration: 2024-07-02
Also published as: EP1651578A1; FR2857661B1; EP1651578B1; JP2007530399A; FR2857661A1; US20050014008A1; CN1823018B; WO2005016838A1; US7856850B2; DE602004021701D1; JP5074027B2

Abstract

公开一种具有至少一个焊缝(100)的单部件或多部件玻璃陶瓷制品(10、20、30、40、50、60、70、80、90)，以及制造所述制品(10、20、30、40、50、60、70、80、90)的方法，该方法包括进行至少一次焊接。本发明的关键是掌握玻璃陶瓷的前体玻璃的焊接方法。

Description

有焊缝的玻璃陶瓷制品及其制造方法

发明领域

本发明涉及玻璃陶瓷制品及其制造方法。具体而言，本发明涉及具有至少一个焊缝的玻璃陶瓷制品以及制造这种制品的方法。

发明背景

已知玻璃陶瓷产品可应用于各种应用领域。例如：

-电炉灶面(一般是很平的)；

-燃气灶灶面，或者是平的，但为安装燃气灶而带有一些切口，或者具有三维形状(可特别参见专利申请FR-A-2,735,562)；

-厨房器具，如平底锅、有盖盘、盘子等。

选择玻璃陶瓷材料作为组成材料的主要原因如下：

-美观标准。玻璃陶瓷实际上可以呈现各种形状，有各种外观，不透明或透明，还可有各种颜色；

-优良的机械强度；

-极佳的耐热冲击性。实际上可以获得热膨胀系数极小，甚至为零的玻璃陶瓷材料。

制造这种玻璃陶瓷产品的传统方法通常包括以下步骤：

-在制造玻璃的熔炉内熔化玻璃陶瓷的前体玻璃(或这种玻璃的前体填料)；

-采用公知的制造玻璃方法对所述玻璃熔体成形；

-任选的修整操作步骤(如外切割或内切割、边缘修整等)；

-最后，进行充分的陶瓷化热处理，形成所需的微结构。

现金这些玻璃陶瓷产品的形状受到其可能的成形方法是限制。

迄今主要实施的成形方法(在陶瓷化之前：参见上面)有：

-滚压，用未经机加工的的叠制滚子进行，能获得平表面的板，或者用至少一个经机加工的叠制滚子进行，能获得在至少一个表面有凸起和/或凹陷的板；

-抽吸滚压，能在板上形成凸起(主要参见专利申请FR-A-2,735,562)；

-压制，能获得各种形状(上述烹调器具的各种形状)，但是受到这些应用领域的限制。因此不能通过压制来形成大尺寸和厚度小的板。

在制造玻璃陶瓷产品的这一背景下，根据本发明人所知，迄今在陶瓷化热处理之前和之后没有进行焊接操作的。

玻璃板的焊接是一种众所周知的方法，主要用来制造化学工业用的管形元件。将例如管(圆柱形或空心的相当形体)、棒(直的实心产品)的元件预热至接近所用玻璃的退火温度，然后对要进行焊接的区域进行局部加热，使该区域温度达到足以使其软化的温度。然后，要进行焊接的两块板在它们的软化区域接触。通常，对焊接后的板进行退火热处理，以除去焊接操作产生的应力。

这种方法(焊接)不能应用于玻璃陶瓷板。应用局部加热实际上不可避免导致微结构的显著变化，例如晶粒尺寸长大，形成与所需晶粒不同的晶粒等。由此产生外观和/或性能(如，膨胀系数)的变化，使产品质量明显变差。

这种方法(焊接)也不能事前应用于玻璃陶瓷的玻璃前体形式的元件。总之，对于其可能优点确实存在一定看法。

本领域技术人员合乎情理地担忧无法控制加热区的陶瓷化(即，形成不同颜色或乳白色外貌，其膨胀系数不同于所处理的元件的其余部分)，在焊接后冷却期间组件的碎裂，出现由于组件内不相同的膨胀系数引起的有关机械性质不相容的局部应力，等等。

目前，本发明的发明人已经表明，可以掌握这样一种制造玻璃陶瓷产品的方法，该方法在陶瓷化热处理之前采用至少一个焊接操作。

美国专利No.3,279,931揭示了制成一些玻璃陶瓷制品，是相互连接有凸缘的一些玻璃板，随后进行陶瓷化。

美国专利No.3,661,546揭示一种制造望远镜镜片的坯料的方法，将可热结晶的玻璃多面体加热至足以将多面体的相邻表面粘合在一起的温度，随后使其成核并使玻璃结晶形成一整体的热结晶的镜板坯料。

美国专利No.4,248,297揭示了一种制造低膨胀陶瓷材料基体的方法，该基体中包括一些纵向平行的非多孔性气体通道。这种基体可以是燃气涡轮发动机的交流换热器。此专利揭示的方法的一个实施方式涉及连接一些玻璃管形成基体，随后进行热结晶。

这些文献揭示的方法都是加热一些整个的玻璃元件如玻璃的板、多面体和管，此时将这些玻璃元件粘合形成玻璃制品前体，然后进行陶瓷化。这种对各元件进行整体加热并不适当，或在制造某些玻璃陶瓷制品时至少是不经济的。非常需要一种只对要结合的区域进行局部加热的方法。

在这样背景下，本发明人研制出一种独特的制造玻璃陶瓷产品的方法，该方法对玻璃陶瓷的前体玻璃实行至少一次焊接，只在焊接区进行局部加热。

这种独特的方法特别能获得新颖形状的玻璃陶瓷产品。总之，采用所述方法制得的产品其形状不管是否新颖，方法的新颖性在于产品都具有新颖制造方法的标志：在其玻璃陶瓷结构上存在至少一个焊缝。

发明概述

根据本发明第一方面，本发明涉及一种玻璃陶瓷制品，该制品的单元件结构或多元件结构上有至少一个焊缝。

可由单一元件(板)或至少两个独立元件(板)获得该制品。因此可通过以下获得：

-焊接单一元件的不同部分，通常是端部；

-焊接(组合)几个元件。

本发明制品的玻璃陶瓷结构的特征是具有这样的焊接标志(“特征″”或“痕迹″)：有至少一个焊缝。在这种焊缝上的玻璃陶瓷形状不规则，和/或有不同的表面外观。这种焊缝或多或少可以看见，一般对制品外观的影响很小。此外这种焊缝体现着不同玻璃陶瓷之间的分隔，如，着色或不着色，着以不同颜色，或不同组成等。

环形或管形的玻璃陶瓷制品可特别称为本发明的单元件制品。

更常见的是，通过组合截然不同或没有差别的一些独立元件制得本发明制品。因此，根据普遍的情况，本发明的玻璃陶瓷制品为至少双部件(多部件)结构，所述结构的各部件之间有至少一个焊缝。以一个焊缝，甚至多个焊缝连接在一起的所述部件是相同或不同(主要是其组成和/或颜色方面不同)的玻璃陶瓷。

构成本发明制品的一种或多种玻璃陶瓷较好具有β-石英和/或β-锂辉石主晶相。多数情况是本发明的制品可由不同玻璃陶瓷的多个部件组合而成。β-石英和β-锂辉石的结晶相由于其热膨胀系数低被优选。更优选为单部件结构或多部件结构的制品，其玻璃陶瓷具有β-石英相或β-锂辉石相。

本发明内容中不排除具有另一种结晶相的玻璃陶瓷制品，这主要涉及寻求一种特定性能(不是低的热膨胀系数，例如高温稳定性)时。

根据本发明另一方面，提供制造具有至少一个焊缝的单部件或多部件结构的玻璃陶瓷制品的方法。所述方法包括：

-通过焊接制备单部件或多部件结构的前体玻璃制品，

-使所述前体玻璃制品陶瓷化为玻璃陶瓷制品，

如果在多部件结构中加入了各种玻璃材料，这些玻璃材料应具有可相容的热膨胀系数，并能在同一条件下陶瓷化，特征在于通过在焊接区局部加热能进行焊接。

本发明的另一些特征和优点将在下面详细说明，本领域技术人员由这些说明不难理解，或按照说明书和权利要求书所述以及附图实施本发明，来认识这些特征和优点。

必须理解，前面的概述和下面的详细描述仅是本发明的示例，旨在提供总的看法或框架，用以理解按其权利要求所述的本发明的实质和特征。

包括的附图提供对本发明的进一步的理解，结合在此构成本说明书的一部分。

附图简述

附图中，

图1A和1B是以90°角正在焊接的两块板的透视图；

图2是通过移动局部加热进行焊接的实施方式的截面图；

图3A、4A和4B各自是制造本发明制品方法的第一步骤；

图3B所示是本发明单部件制品的透视图；

图4C、5、6、7、8、9、10A、10B和11所示为本发明的多部件制品。

发明详述

本发明玻璃陶瓷制品的多部件结构一般包含板、棒、管(长形体，实心或空心)的这些部件和/或压制的物体类型。这些部件焊接到相同类型部件和/或不同类型部件而结合在这样的结构中。因此，本发明玻璃陶瓷制品的一种至少为双部件的结构能够包含：

-至少两块板：如，四块、五块板以90°边对边焊接，以限定一定空间；

-至少一块板和至少一根选白上述棒/管类的物体(长形体，实心或空心)：例如，所述类的较短物体垂直于板的表面或者所述类的长物体“横置”在板的表面上；

-至少两根选自棒/板类的物体；

-至少一个压制的物体和至少一根选自棒/板类的物体。

上面所列结构并非是详尽性的。

本领域技术人员将能理解本发明的意义，特别是为上述“焊接”制品能提供的众多机会。

这些制品主要用作或包括以下：

-马弗炉元件：4或5块板的组件；

-支撑格栅：例如在燃气灶灶面上用来支撑平锅的格栅，或热处理或热化学处理用的支撑格栅，它们由例如至少一根“长”棒构成；

-灶面燃烧器盖，例如由一块板部分和几根短棒组合构成，这些短棒用来固定该组件；

-有凸起的板：装有至少一个(如连续线条的)凸起的板，至少装有有关独立凸起的板。

如上面所述，下面将描述的本发明方法能获得新颖的玻璃陶瓷制品，其新颖性在于其玻璃陶瓷结构具有至少一个焊缝，它们在形状上或是新的或不是新的。事实上，本发明所述方法能获得现有技术公知方法(形状)已能制成的形状的制品，还能获得现有技术公知方法(形状)无法想像能制成的复杂形状的制品。所述制品是由于其形状而新颖，一般是这些玻璃陶瓷制品，它们相对于与构成制品的材料体积而言占据大得多的空间，和/或具有大的表面积。这种制品的特点以两个比值作为参数表征：

R₁＝遮覆体(obstruction)/体积

＝外包整个产品的最小棱柱体的体积/构成所述产品的材料的体积

R₂＝表面积/体积

＝产品的整个外表面积/构成所述产品的材料的体积。

本发明大多数玻璃陶瓷制品是由于其形状而具新颖性，其特点以对上述定义的两个参数的一个和/或另一个的值为表征：

R₁≥8和/或R₂≥6cm^-1。

根据本发明人的了解，采用现有技术还不能制造出具有这样的形状参数的制品。

下面，将详细描述本发明的第二目的，即，如上面所述的具有至少一个焊缝的单部件或多部件结构的玻璃陶瓷制品的制造方法。上面已经提到所述方法的特点是包括在陶瓷化之前的一个焊接操作，即对玻璃陶瓷的前体玻璃进行的焊接操作。

所述方法包括：

-通过焊接制造单部件或多部件结构的玻璃陶瓷的前体玻璃的前体制品，在多部件结构中可用的各种玻璃具有相容的热膨胀系数并能在同一条件下陶瓷化；

-使所述前体制品陶瓷化。

本发明的制品在陶瓷化之前通过进行至少一次焊接操作而确定其最后形状。在玻璃陶瓷的前体玻璃上形成一个或多个焊缝。

焊接操作(还有多次焊接操作)如下进行：

-在单独一个部件上，一般是单个的玻璃陶瓷的前体玻璃：因此是由所述玻璃制成的环焊管；

-在至少两个部件(如果涉及两个以上的部件，可同时或相继进行)，为相同玻璃陶瓷的前体玻璃或玻璃陶瓷前体的不同玻璃。所述不同玻璃必须明显有下列性能：

a)是相容的，主要在它们的热膨胀系数方面，以便将它们焊接在一起；

b)能在相同条件下陶瓷化。通过焊接制成了组件后，实际上就对所述组件进行陶瓷化热处理。

因此，进行了焊接的几种玻璃可以着了不同颜色或否，甚至是不同组成。

应用于已焊接前体制品(有至少一个焊缝)的陶瓷化处理是适用于所述玻璃的陶瓷化的常规的陶瓷化处理。

本方法要求权利的发明性步骤毫无疑问是其第一步骤的焊接。

已焊接的组件的结构(前体玻璃制品的结构)中，所结合的每一部件的形状与其原来的形状很接近。

因此，沿共用边焊接的两块玻璃板具有各自几乎没有改变的结构。

结合的至少一个部件也可能发生明显的变形。因此，最初为直的短管可能弯曲成绕另一个管的螺旋形，一个棒可能弯曲，等等。

因此，本发明方法的第一步骤即制造前体制品步骤，在进行该步骤时可以有意地使所述前体制品的一个部件或至少一个部件发生明显的变形。

在所述第一步骤的情况：要被焊接部件的部分通过热处理其粘度降低到足够的值，即小于或等于其软化点，以便能进行焊接；所述热处理要充分迅速，以防止引起陶瓷化。

进行的焊接是一种常规焊接：玻璃/玻璃焊接，但需要良好控制，防止引起陶瓷化。实际上焊接操作需要非常迅速。

操作方法要依据所述玻璃以及要焊接区域的形状等等进行优化。

对要焊接的部分进行热处理。但不排除至少一个焊接部件的整体进行热处理。这一般是所述部件的尺寸问题。

一般推荐在以下条件下进行两个部分的焊接：

将一个要进行焊接的部分的粘度降低到小于5,000Pa·s(50,000泊)，较好小于1,000Pa·s(10,000泊)；

而另一部分的粘度降低到小于或等于5×10¹¹Pa·s(5×10¹²泊)。

对粘度提出的这些要求就明确决定了温度的条件，该温度是随玻璃而异的。

要焊接的两个部分一般要具有适合于它们各自尺寸的粘度。合乎逻辑的是，倾向于把与大尺寸部件组合的小尺寸部件加热得更多一些。

实施的焊接可以是整体加热型或移动局部加热型。在第一种加热类型的情况，对整个焊接区进行局部加热，然后焊接在一起。在第二种加热类型情况，进行移动的局部加热，然后对局部加热区逐区进行焊接。

推荐的加热条件，主要为达到上面提出的最低粘度值的加热条件如下(对至少其中一个要焊接的部分，≤5,000Pa·s，较好＜1,000Pa·s)：

+推荐在小于30秒，较好小于20秒时间内进行整体加热；

+推荐以大于100mm/min的移动速度，较好大于200mm/min的移动速度进行移动局部加热。

所用设备可以是适合进行焊接操作的任何已知的类型。主要可使用燃烧器、激光器或等离子体(特别是氧燃气燃烧器，可用于选自甲烷、丙烷、氢的燃气)。推荐使用燃烧器和激光器，特别是燃烧器。

焊接的关键步骤较好先将至少一个要焊接的部分进行预热，使该部分的粘度先行降低。这种预热能避免焊接组件在随后冷却时的碎裂。

特别推荐制备用于焊接的大尺寸各部件的要焊接的部分(至少所述部分)。

推荐实施这样的预热，能降低所述至少一个部分的粘度至小于10¹⁶Pa·s(10¹⁷泊)。前面已知，所述进行焊接的部分较好的是一个粘度降低到小于5×10¹¹Pa·s(5×10¹²泊)，其余部分的粘度降低到小于5,000Pa·s(50,000泊)。

焊接的关键步骤之后，较好进行退火热处理。

除了最终焊接小尺寸部件的情况外，实际上建议焊接后的组件不要任其自然冷却(所述焊接已产生的应力容易引起最终制品的破裂)。

但是，如果已焊接的部件马上进行陶瓷化(即所述已焊接部件迅速转移到处于陶瓷化温度的炉内)，这样的退火热处理(焊接后)完全是多余的。

因此，如果预先知道陶瓷化要较后进行，推荐对大尺寸的部件进行退火热处理。进行这样的退火时较好要使焊缝的粘度达到至少10¹⁶Pa·s(10¹⁷泊)的值。

如上所述，本发明方法可主要依据下面两种程序：

(1)程序1：

-任选的预热(通常推荐进行)，

-按照需要，转移到焊接设备，

-焊接，

-退火热处理，

-较后进行的陶瓷化。

(2)程序2：

-任选的预热(通常推荐进行)，

按照需要，转移到焊接设备，

-焊接，

-马上陶瓷化。

如本文中上面所述，优选的玻璃陶瓷是β-石英和/或β锂辉石的主要结晶相。为获得这样的玻璃陶瓷，实施本发明方法时，推荐部件中的一个是β-石英和/或β锂辉结晶相的玻璃陶瓷的前体玻璃。类似地，为了获得本文上面具体描述的制品，推荐对至少两个板、棒、管这些部件和/或压制的物体进行本发明的方法。

本领域技术不会看不到本发明的价值。其价值可以强调的是能获得在绝对意义上和相对于一些给定的前体部件意义上各种可能的形状，还可强调的是开辟了获得不同部件的尤其是不同款式部件的玻璃陶瓷制品的可能性。

根据图1A和1B(透视图)，进行整体型的焊接，是以90°焊接两块玻璃陶瓷前体玻璃板1和2。首先将两个边1′和2′(图1A)加热到足够的温度。其次(图1B)，让所述边1′和2′接触进行焊接。虚线代表所述两块板1和2之间的焊缝100′。

根据图2(截面图)，进行移动局部加热型的焊接。要进行焊接的两个部件即要焊接到板4的棒3用燃烧器5逐次加热并焊接。是所述燃烧器5一段段地进行焊接。

图3B所示为环形单部件结构的玻璃陶瓷制品10透视图。它通过对是玻璃陶瓷前体玻璃的棒10”进行加热、弯曲、焊接(整体加热型)(图3A)，然后陶瓷化制得。

图3A中的100′是所述玻璃陶瓷前体玻璃的环10’的示意性焊接标记；图3B中的100是所述玻璃陶瓷前体玻璃的环10的示意性焊接标记。

图4A中，所示为要结合的元件：

-盘22″(压制的)，和

-棒元件21″。

这个盘22″和这些棒元件21″为玻璃陶瓷的前体玻璃。

它们按照本发明进行焊接(整体焊接)，形成燃烧器盖的前体20′(图4B)。棒元件21′通过焊缝100′与盘22′组合到一起。

该前体20′然后进行陶瓷化。将图4B颠倒过来(供使用)，图4C所示为最终的玻璃陶瓷制品20。虚线表示棒元件21和盘22之间的焊缝100，所述棒和盘构成所述最终的制品20的各个元件。

在图5至9中，所示为通过下面步骤能制成的本发明制品：

-对玻璃陶瓷前体玻璃形式的元件进行焊接(整体加热型焊接)，

-对所得组件进行陶瓷化。

例如，在图5中，所示为适合用来支撑平底锅的燃烧器盖30。所述燃烧器盖30由四个弯曲棒3和一个圆盘32(由玻璃陶瓷前体玻璃平板切割成的前体元件)构成。所述棒31和圆盘32通过焊缝100连接。

图6中，所示为(本发明的一种制品，主要用作)一个餐台垫40。这种餐台垫40由板和棒制成。每个棒进行加热、成形，焊接在该板的两个位置上，构成把手。进行整体陶瓷化。所述餐台垫40有两个通过焊缝100连接到板42的两个把手41。

图7中，所示为格栅50，主要用作烹饪格栅。这种格栅50由是玻璃陶瓷的前体玻璃的棒制成。首先通过加热、成形和焊接制成框架51的前体，然后固定上十字架52的两根前体棒。然后整体进行陶瓷化。图中的虚线象其它图中一样表示焊缝100。

图8中，所示为同类型的更加复杂结构的制品60。对各个玻璃棒进行加热、成形和焊接获得这样的结构。然后整体进行陶瓷化。虚线表示各组成棒61之间的焊缝100。这样的结构有利于用作热处理/热化学处理的支架。

制品50和60是同一类型的本发明制品，通过对棒加热、成形和组合，然后陶瓷化制造。

为获得图9中的制品70(可用于马弗炉)，组合五块玻璃陶瓷的前体玻璃板(采用边对边90°焊接)，对获得的组件进行陶瓷化。在由五块板71构成的多面体的所有边缘上形成焊缝100。

在图10A和10B中，所示分别为由板82和棒81构成的本发明双部件制品的透视图和截面图。所述呈“U”形的棒81(粘结时成形)平放在所述板82上。这两个元件均为玻璃陶瓷前体玻璃状态，对其进行加热，然后通过移动局部加热进行焊接。虚线表示焊缝100(连续形成)。

在最终的制品上，棒81可仅因为美观或为美观和实用的原因存在。因此，如果是炉灶面的情况，所述棒可用来区分出两个区域：烹饪区和操纵作用区。若划出烹饪区是闭合的，所述棒有利地构成一个防溢出用的屏障。

图11中，所示也是本发明的一个双部件结构的制品90。所述双部件结构包括一个大直径管子92以及绕该大直径管子(通过焊接连接在一起)的小直径螺旋弯管91。

本发明这种制品90可以用作热交换器。

该制品由玻璃陶瓷的两根前体玻璃管制成。加热并成形的小直径管通过移动局部加热焊接在大直径管周围。然后整体进行陶瓷化。

在该玻璃陶瓷制品中，虚线表示焊缝100(连续形成)。

在各附图中所示的本发明制品由比值R₁和R₂来表征，它们已在本文中前面下了定义。

图3B、5、6(考虑到把手41形状)、7、8和9的制品呈现新颖的形状，其表征比值是R₁≥8和/或R₂≥6cm^-1。

图4C的制品也可以说是新颖形状，随棒21的形状而变。

由下面的一些实施例说明本发明的制品和方法。

使用作为玻璃陶瓷前体的一种玻璃。

所述玻璃具有以下以氧化物重量百分数表示的组成：

SiO₂：	68.25
SiO₂：	68.25	Al₂O₃：	19.2
Li2O：	3.5	Al₂O₃：	19.2
Li2O：	3.5	MgO：	1.2
ZnO：	1.6	MgO：	1.2
ZnO：	1.6	BaO：	0.8
TiO₂：	2.6	BaO：	0.8

ZrO₂：	1.7
ZrO₂：	1.7	As₃O₄：	0.6
Na₂O+K₂O：	0.35	As₃O₄：	0.6
Na₂O+K₂O：	0.35	V₂O₅：	0.2

已知这种玻璃能产生热膨胀系数非常接近零的玻璃陶瓷，即具有优良耐热冲击性的玻璃陶瓷，因此特别适合作为炉灶面、防火门等的组成材料。

在下面一些实施例中进行的陶瓷化材料(推荐的)如下：

-以60℃/min的速度升温至675℃(成核温度)；

-在20分钟内，从675℃升温至790℃通过成核范围；

-20分钟内，升温至结晶温度(930℃)；

-在所述结晶温度(930℃)保持12分钟；

-迅速冷却至升温。

使用两种具有上述重量组成的玻璃的前体制品：

-两个平板(厚度：4mm，长度×宽度：150×70mm)，

-圆柱形(实心)棒(直径：5mm)。

实施例

实施例1：玻璃陶瓷制品：焊接在玻璃陶瓷板上的玻璃陶瓷棒

首先，将4mm厚(见上面)的平板预热到650℃(其粘度达到约4×10¹³Pa·s(4×10¹⁴泊))，然后放置在一适当支架上。

用氧甲烷燃烧器来局部加热直径5mm的棒，燃烧器靠近平板上要焊接的所述棒的区域，使得：

-所述棒局部加热到约1,350℃(则其粘度约为600Pa·s(6,000泊))，

-所述板进行另外的局部加热，使其要焊接上所述棒的区域的温度达到约800℃(即其粘度约为10⁹Pa·s(10¹⁰泊))。

将软化的棒(η≈6,000泊)放置并焊接在所述平板上，此时以1,000mm/分钟的速度接触(燃烧器)的温度。

将所述棒焊接(移动局部加热)了300mm长度后，将该双部件组件放在600℃(相应于玻璃粘度约为10¹⁶Pa·s(10¹⁷泊)时温度)的炉子内。该组件在此温度条件的炉内保持30分钟(退火热处理)。然后缓慢冷却。

然后，对制得的双部件组件进行推荐的陶瓷化处理。

根据另一个实施方式，焊接好的组件可立即进行陶瓷化处理(不进行退火热处理和冷却步骤)。

制得的玻璃陶瓷制品是图10A和10B所示的类型。

实施例2：玻璃陶瓷制品：边对边(以90°)焊接的两块玻璃陶瓷板

首先，将上面所述类型的两块平板(为玻璃陶瓷的前体玻璃，其组成为上面标出的重量组成，具有上面标出的尺寸)预热至约650℃(使它们的粘度约为4×10¹³Pa·s(4×10¹⁴泊))。然后，将两块平板转移到一适当的支架上，使它们的两个边(长70mm)相互非常靠近，然后，将这两块平板放置互成90°。

用氧甲烷线性燃烧器加热这两个边至约1,400℃(使它们的粘度降低至约400Pa·s(4,000泊))，仅保持12秒。然后使这两个边接触并保持10秒时间。这两块板就90°结合(焊接)了。

将已焊接的组件(如图1B所示)放在600℃(该温度大约相应于玻璃粘度为10¹⁶Pa·s(10¹⁷泊)温度)的炉内。所述组件在所述炉内在此温度保持30分钟(退火热处理)。

然后，所述组件缓慢冷却，最后进行推荐的陶瓷化处理。

根据另一个实施方式，已焊接的组件立即进行陶瓷化处理(不进行退火热处理和冷却步骤)。

由此制成的双部件组件在机械强度和热冲击试验中，显示焊接区中没有薄弱部位。

在不偏离本发明范围和精神下所做的各种修改和变动对本领域技术人员是显而易见的。因此，本发明将包括在权利要求书和其等价物内容之内对本发明的修改和变动。

Claims

1.一种制造玻璃陶瓷制品的方法，包括以下步骤：

-通过焊接制备单部件或多部件结构的前体玻璃制品，

-使所述前体玻璃制品陶瓷化成为玻璃陶瓷制品，其中，如果在多部件结构中加入各种玻璃材料，这些玻璃材料具有相容的热膨胀系数，并能在同一条件下陶瓷化，其特征在于，能通过在焊接区局部加热来进行焊接。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，制造所述前体制品(10′)时，其单一部件(10″)或至少一个部件发生明显的变形。

3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，各部件要焊接的部分通过热处理其粘度降低至小于或等于其软化点时粘度的足够值，以便实施焊接；所述热处理要足够迅速，以防止引起陶瓷化。

4.如权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，要焊接诸部分中一个部分的粘度降低至小于5,000Pa·s(50,000泊)，较好降低至小于1,000Pa·s(10,000泊)，而其余要焊接部分的粘度降低至小于或等于5×10¹¹Pa·s(5×10¹²泊)。

5.如权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于，所述焊接是在焊接时对整个焊接区进行小于30秒，较好小于20秒时间的整体局部加热。

6.如权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于，所述焊接是以大于100mm/min，较好大于200mm/min的接触速度进行移动局部加热型焊接。

7.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述焊接用燃烧器(5)或激光器进行。

8.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法包括在进行焊接之前，对至少一个要焊接的部分进行预热，降低该要结合部分的粘度。

9.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，玻璃陶瓷的一种或多种前体玻璃是β-石英和/或β-锂辉石主要结晶相的玻璃陶瓷前体。

10.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，是焊接至少两块板(1，2)、棒(21″)，管和/或压制物体(22)这些部件来制得前体制品。

11.采用权利要求1的方法制得的玻璃陶瓷制品(10、20、30、40、50、60、70、80、90)，它们的单部件或多部件结构具有至少一个焊缝(100)。

12.如权利要求11所述的玻璃陶瓷制品(20、30、40、50、60、70、80、90)，它们的至少双部件结构在所述结构为相同或不同玻璃陶瓷的至少两个部件(21、22，31、32，41、42，51、52，61、71，81、82，91、92)之间有至少一个焊缝(100)。

13.如权利要求11或12所述的玻璃陶瓷制品(10、20、30、40、50、60、70、80、90)，其组成玻璃陶瓷具有β-石英和/或β-锂辉石主要结晶相。

14.如权利要求12或13所述的玻璃陶瓷制品(20、30、40、50、60、70、80、90)，所述制品的至少一个双部件结构包含板(42、82)，棒(21、31、41、51、52、61、81)，管(91、92)和/或压制物体(22)这些部件。

15.如权利要求12-14中任一项所述的玻璃陶瓷制品(20、30、40、50、60、70、80、90)，所述制品的至少一个双部件结构包含：

-至少两块板(71)，

-至少一块板(42、82)和至少一根选自棒(41、81)/管类的物体，

-至少两个来自棒(51、52、61)/管(91、92)类的物体，或

-至少一个压制物体(22)和至少一根选自棒(21)/管类的物体。

16.如权利要求12-15中任一项所述的玻璃陶瓷制品(20、30、50、70、80)，它是以下一种制品：

-马弗炉元件(70)，

-支架格栅(50)，

-炉灶面燃烧器盖(20、30)，

-有凸起(80)的板。

17.如权利要求12-16中任一项所述的玻璃陶瓷制品(10、30、40、50、60、70)，其结构的特征是以下面标准的一个和/或另一个来表征：

-比值：遮覆体/体积≥8

-比值：表面积/体积≥6cm^-1。