玻璃封接的基本原理

    玻璃和其他材料是两种性质根本不同的材料，若要将它们紧密地结合在一起，有许多基本要求。对于一种选定的其他材料，不是任意一种玻璃都可以用来封接，它必须满足一定的条件。究其封接机理将涉及两个最基本的条件。

    (1)两者的膨胀系数要十分接近

    选择玻璃与其他材料封接，必须使两种材料的膨胀系数相匹配，这是封接成败的关键。确切地说，玻璃和其他材料应从室温到低于玻璃退火温度上限的温度范围内，它们的膨胀曲线尽可能一致，这样就容易制得无应力的封接体。如果两者的膨胀速率和收缩速率不一样，则在封接体中无论玻璃或其他材料都能产生应力，当应力值超过玻璃的强度极限时，封接处即行开裂，导致元件漏气和失效。即使在短时间内没有开裂，但时间一长，由于玻璃体受不了力的作用，也会逐渐产生微裂纹，这就是人们常说的慢性漏气。尤其当电子器件受到震动和碰撞时，微裂纹会迅速蔓延和扩展，导致封接件损坏。

    一般地说，在封接体中存在压应力并不危险，因为这个压应力比玻璃的抗压强度小得多。然而，玻璃的抗拉强度只有抗压强度的1/10，所以选择的玻璃和其他材料由于热膨胀不同引起的拉伸应力，必须小于玻璃的抗拉强度。

    当然，要使两种性质根本不同材料的膨胀系数曲线完全一致是不可能的，如果玻璃和其他材料的膨胀系数在整个温度范围内其差值不超过±10%，应力便可控制在安全范围内，玻璃就不会炸裂。

    (2)必须使玻璃能润湿其他材料表面(即玻璃在其他材料表面能充分铺开)

    封接成败的另一个关键是所选用的玻璃在封接时与其他材料能很好地润湿。润湿性反映了两种物质之间的结合能力。譬如一滴水珠能在荷叶上滚来滚去，看上去呈球形，不能铺展开来。可以说，它一点也不润湿。衡量润湿性的优劣以润湿角表示。润湿角的几何作法是以液滴与基板的交界线作为润湿角的一边，在液滴边缘与基板连接的地方作切线，便构成润湿角的另一边，这两条边之间的夹角叫润湿角。从热力学角度而言，液体在固体表面上的流度由固体和液体表面张力和固液界张力来决定。

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