本發(fā)明涉及一種金屬連接技術(shù)，尤其是一種金屬借助玻璃介質(zhì)的連接。

背景技術(shù)：

1、現(xiàn)有金屬連接技術(shù)通常以直接焊接的方式工作，即利用高溫加熱時(shí)發(fā)出的熱量對(duì)金屬進(jìn)行加熱，使得緊密貼合的金屬經(jīng)過(guò)熔化和冷卻連接在一起。例如，公告號(hào)為cn104185532a的中國(guó)發(fā)明專利，公開(kāi)了“連接金屬部件的方法”，其通過(guò)使用特殊的熔融抑制組合物，完成兩種低熔點(diǎn)金屬表面的連接。這種通過(guò)直接對(duì)金屬加熱升溫的焊接方法存在缺陷，由于一些金屬的應(yīng)力差距大，此種金屬直接焊接連接時(shí)，存在應(yīng)力較大、使用壽命短的問(wèn)題。整體加熱焊接時(shí)，對(duì)加熱裝置的尺寸提出了較大的要求，這部分因素導(dǎo)致工件的制作成本增加，金屬內(nèi)部也由于不同位置的溫度差發(fā)生結(jié)構(gòu)變化，最終影響金屬加工質(zhì)量。

2、另外，針對(duì)金屬和玻璃界面的連接，現(xiàn)有的技術(shù)可分為激光加熱和整體加熱兩種，但兩種技術(shù)均通過(guò)加熱熔化玻璃材料達(dá)到連接的目的，對(duì)于金屬界面一般采用刻蝕凹槽或者不做處理，工件能承受的應(yīng)力有限。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了克服現(xiàn)有技術(shù)中金屬界面連接中應(yīng)力較大導(dǎo)致工件使用壽命短等缺陷，以及增加玻璃金屬界面連接的穩(wěn)定性，本發(fā)明提供一種內(nèi)嵌pin金屬電極的金屬管封裝方法，采用二氧化碳激光器作為焊接裝置，將低折射率玻璃作為連接介質(zhì)，通過(guò)整體加熱工件、激光焊接以及紫外光固化膠的共同作用，完成對(duì)金屬工件的加工和封裝。

2、本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題采用的技術(shù)方案是：一種內(nèi)嵌pin金屬電極的金屬管封裝方法，包括首先使用對(duì)界面整體加熱的方式完成第一層玻璃的焊接，然后通過(guò)激光焊接的方式將玻璃材料焊接到已經(jīng)固定好的界面上，最后通過(guò)使用紫外光固化膠完成最后的固定。整個(gè)工件包括最內(nèi)側(cè)的pin金屬電極、玻璃介質(zhì)、以及外側(cè)的金屬管。

3、上述的內(nèi)嵌pin金屬電極的金屬管封裝方法，需要進(jìn)行整體加熱的部分為金屬管內(nèi)壁和納米玻璃顆粒，納米玻璃顆粒在高溫下熔化，和經(jīng)過(guò)高溫加熱的金屬管內(nèi)壁連接在一起，形成穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。

4、上述的內(nèi)嵌pin金屬電極的金屬管封裝方法，所述焊接采用的是二氧化碳激光器和石英玻璃光纖，將激光聚焦到光纖和金屬管上已經(jīng)連接的玻璃層的接觸點(diǎn)，使得光纖熔化在上述玻璃層上并連接，玻璃層逐漸變厚，直到和內(nèi)側(cè)的pin金屬電極連接。

5、上述的內(nèi)嵌pin金屬電極的金屬管封裝方法，所述焊接時(shí)的材料可以換用納米玻璃顆粒，使得小顆粒在界面上熔化，和已經(jīng)連接好的玻璃層融合，直到玻璃層和內(nèi)側(cè)的pin金屬電極連接。

6、上述的內(nèi)嵌pin金屬電極的金屬管封裝方法，所述金屬管為一段空心圓管，在內(nèi)壁上可制作小型金屬凸起，增加金屬玻璃界面的接觸面積，從而增加工件的連接強(qiáng)度。

7、上述的內(nèi)嵌pin金屬電極的金屬管封裝方法，所述紫外光固化膠應(yīng)涂抹在各處連接位置以填滿縫隙，增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，并使用紫外光照射固化

8、上述的內(nèi)嵌pin金屬電極的金屬管封裝方法，所述紫外光固化膠在對(duì)使用材料有限制的工件上可以省略，以減少固化膠產(chǎn)生的刺激性氣體或其他對(duì)生產(chǎn)有阻礙的物質(zhì)。

9、本發(fā)明的有益效果是，本發(fā)明采用整體加熱工件、激光焊接以及紫外光固化膠的共同作用對(duì)金屬界面進(jìn)行連接，有效地消除了傳統(tǒng)金屬連接方式中直接焊接等方法所存在的大應(yīng)力和短使用壽命的缺陷，同時(shí)可以保證工件連接的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，使得金屬管和pin金屬電極的連接質(zhì)量得到保證。

技術(shù)特征：

1.一種內(nèi)嵌pin金屬電極的金屬管封裝方法，包括使用玻璃介質(zhì)(4)連接pin金屬電極(1)和金屬管(2)，金屬管(2)上帶有突起(3)，其特征在于：金屬管(2)和玻璃介質(zhì)(4)的連接使用整體加熱法初步完成，之后使用二氧化碳激光器焊接的方式，將石英玻璃光纖(5)或納米玻璃顆粒熔化并連接到玻璃介質(zhì)(4)上，直到玻璃介質(zhì)(4)增厚、與pin金屬電極(1)連接，并在連接的縫隙處涂抹紫外光固化膠(7)固化，增強(qiáng)連接的強(qiáng)度。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)嵌pin金屬電極的金屬管封裝方法，其特征在于，所述玻璃介質(zhì)(4)采用低折射率的石英玻璃，使用光纖(5)或者納米玻璃顆粒作為填充，激光焊接裝置為二氧化碳激光器。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的內(nèi)嵌pin金屬電極的金屬管封裝方法，其特征在于，所述上述方法使用的連接方式分為三步，分別為整體加熱焊接、激光焊接和紫外光固化。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的內(nèi)嵌pin金屬電極的金屬管封裝方法，其特征在于，整體加熱焊接時(shí)對(duì)準(zhǔn)金屬界面和玻璃界面的連接部分。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的內(nèi)嵌pin金屬電極的金屬管封裝方法，其特征在于，紫外光固化的步驟在對(duì)工件的施工材料有要求時(shí)可以省略。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供一種內(nèi)嵌PIN金屬電極的金屬管封裝方法，采用二氧化碳激光器作為焊接裝置，將低折射率玻璃作為連接介質(zhì)，通過(guò)整體加熱工件、激光焊接以及紫外光固化膠的共同作用，完成對(duì)金屬工件的加工和封裝。首先使用對(duì)界面整體加熱的方式完成第一層玻璃的焊接，然后通過(guò)二氧化碳激光焊接的方式將納米玻璃顆?；蚬饫w焊接到已經(jīng)固定好的帶有一定凸起增加連接強(qiáng)度的界面上，將激光聚焦到光纖和已經(jīng)連接的玻璃層的接觸點(diǎn)上，使得光纖熔化在上述玻璃層上并連接，玻璃層逐漸變厚，直到和內(nèi)側(cè)的PIN金屬電極連接，最后通過(guò)使用紫外光固化膠涂抹在各處連接位置以填滿縫隙，增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，完成最后的固定。整個(gè)工件包括最內(nèi)側(cè)的PIN金屬電極、玻璃介質(zhì)、以及外側(cè)的金屬管。

技術(shù)研發(fā)人員：鄒榆紅,夏可宇
受保護(hù)的技術(shù)使用者：南京大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/23