專利名稱：金屬焊料微波焊接條框封邊的平面真空玻璃的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及玻璃的加工制造，尤其是制造一種真空玻璃。
背景技術(shù)：
真空玻璃是最好的節(jié)能玻璃產(chǎn)品，可廣泛應(yīng)用于建筑物門窗、玻璃幕墻、冷藏柜和電冰箱等工農(nóng)業(yè)領(lǐng)域和居民日常生活用品中，是優(yōu)良的隔熱、隔音和裝飾材料。在真空玻璃的制作過程中，邊緣封接的結(jié)構(gòu)和技術(shù)是保證真空玻璃周邊不變形、不產(chǎn)生超標(biāo)應(yīng)力、不漏氣和保持鋼化玻璃特性的關(guān)鍵技術(shù)?，F(xiàn)有真空玻璃的主要不足之處在于:一是結(jié)構(gòu)和工藝復(fù)雜，不適合于機(jī)械化、自動化和批量化生產(chǎn)；二是封邊過程中抽氣困難、需要在玻璃上設(shè)置抽氣口，不適合于從玻璃的邊部直接抽氣；三是低溫焊料高溫熔化后易流失，影響密封的可靠性；四是鋼化玻璃不平整密封困難。
發(fā)明內(nèi)容為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型提供了一種真空玻璃，其包括上玻璃、下玻璃，所述上玻璃和所述下玻璃是平面玻璃，所述上玻璃和所述下玻璃是普通玻璃或鍍膜玻璃，所述上玻璃和所述下玻璃的焊接面的周邊有封邊條框，所述上玻璃和所述下玻璃的周邊通過低溫焊料利用微波焊接在一起，所述低溫焊料為低熔點金屬或合金焊料，所述低溫焊料與所述玻璃之間有過渡層或所述低溫焊料含有焊接輔料，所述上玻璃和所述下玻璃之間形成一個封閉的真空層，所述真空層內(nèi)有支撐物，所述支撐物有一層或兩層。其中，所述真空玻璃還可以包括一塊中間玻璃，所述中間玻璃夾在所述上玻璃和所述下玻璃之間，所述上玻璃和所述下玻璃分別和所述中間玻璃形成兩個封閉的真空層。其中，所述支撐物由低溫玻璃、金屬、陶瓷、玻璃或塑料制成，優(yōu)選采用印刷低溫玻璃粉或低溫玻璃焊料制備，所述低溫玻璃粉的熔化溫度為550 750°C，所述低溫玻璃焊料的熔化溫度為350 550°C。其中，所述支撐物印制在一塊玻璃上，或印制在兩塊玻璃上，普通真空玻璃優(yōu)選印制在一塊玻璃上，鋼化真空玻璃優(yōu)選印制在兩塊玻璃上。其中，所述支撐物為柱狀，或為條狀；當(dāng)支撐物印制在一塊玻璃上時，優(yōu)選為圓柱狀；當(dāng)支撐物同時印制在兩塊玻璃上時，優(yōu)選為長條狀，并垂直疊放。其中，所述印刷方式包括模板印刷、絲網(wǎng)印刷和打印機(jī)打印等方式；所述印刷方式包括硬板(網(wǎng))印刷和軟板(網(wǎng))印刷，所述硬板(網(wǎng))主要是金屬材料制成的板、網(wǎng)，所述軟板(網(wǎng))主要是有機(jī)材料制成的板、網(wǎng)。其中，所述支撐物在玻璃鋼化前或封邊條框固化前印制時，優(yōu)選采用軟板(網(wǎng))印制；所述支撐物在玻璃鋼化后或封邊條框固化后印制時，優(yōu)選采用硬板(網(wǎng))印制，硬板(網(wǎng))印刷可以使支撐物的頂部處于一個平面上，以消除玻璃鋼化變形帶來對玻璃平整度的影響；當(dāng)所述支撐物在玻璃鋼化前或封邊條框固化前印制時，優(yōu)選低溫玻璃粉制成；當(dāng)支撐物在玻璃鋼化后或封邊條框固化后印制時，優(yōu)選低溫玻璃焊料制成。[0010]其中，所述支撐物在玻璃鋼化前或封邊條框固化前印制時，在鋼化后或封邊條框固化后優(yōu)選進(jìn)行機(jī)械加工，如車削、研磨、拋光或激光雕刻等，使支撐物的頂部處于一個平面上或使其形狀大小整齊劃一，以消除玻璃鋼化變形帶來對玻璃平整度或形狀的影響。其中，所述上玻璃焊接面的周邊至少有一個封邊條框，所述下玻璃焊接面的周邊至少有兩個封邊條框。其中，所述封邊條框通過印刷或噴涂等方式制成，優(yōu)選采用絲網(wǎng)印刷低溫玻璃粉制成，所述低溫玻璃粉優(yōu)選為市售的熔融溫度為550 750°C的玻璃釉料，所述低溫玻璃粉中可以含有金屬粉末，以強(qiáng)化與焊料的焊接性能；所述封邊條框制備時，可以是一次完成，也可以是多次完成。其中，所述印刷方式是采用絲網(wǎng)印刷或模板印刷或打印機(jī)等方法，將低溫玻璃粉印在玻璃上形成凸起于玻璃表面的凸棱。其中，所述封邊條框上可以留有數(shù)個抽氣孔，即垂直于封邊條框、并沿封邊條框均勻分布的凹槽或狹縫，數(shù)量由上、下玻璃的周長決定，間距約50 500mm為宜,在所述低溫焊料熔化后能夠封閉所述抽氣孔；也可以不留抽氣孔，利用涂覆的低溫焊料的凹凸不平的表面所形成的空隙或粉末狀低溫焊料的孔隙作為抽真空的通道，但留有抽氣孔會縮短抽真空的時間。其中，所述下玻璃的封邊條框比所述上玻璃的封邊條框多一個，即所述上玻璃至少含有一個封邊條框，所述下玻璃至少含有兩個封邊條框，所述上玻璃的封邊條框插在所述下玻璃的封邊條框中，所述上、下玻璃的封邊條框相互嵌合在一起，對真空層實行迷宮式密封；所述封邊條框在具有兩個真空層的真空玻璃的中間玻璃的上表面時，與所述下玻璃的相同，在所述中間玻璃的下表面時，與所述上玻璃的相同。其中，所述低溫焊料為低熔點金屬或合金焊料，所述低溫焊料與所述玻璃之間有過渡層或所述低溫焊料含有焊接輔料，所述低熔點金屬或合金焊料優(yōu)選錫或錫合金、鋅或鋅合金、鎂或鎂合金，其形狀或形態(tài)為膏狀、粉末狀、絲狀或箔狀。其中，所述低熔點金屬或合金焊料的熔融溫度范圍為150 550°C，優(yōu)選為280 380。。。其中，所述低溫焊料含有焊接輔料，如低溫玻璃焊料、低熔點無機(jī)或有機(jī)材料等。其中，所述低溫焊料與玻璃或封邊條框之間有過渡層，所述過渡層有一層、兩層或多層，所述過渡層主要由玻璃粉、金屬粉或其它添加劑如粘結(jié)劑等組成，如市售的銀漿等，所述過渡層還可以通過多次印刷或噴涂的方式形成梯度材料，由玻璃相為主逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榻饘傧酁橹?，保證金屬與玻璃之間的粘接性能和密封性能。其中，所述過渡層通過印刷或噴涂等方式制成，可以印刷或噴涂一次、兩次或多次，可以在玻璃鋼化前或封邊條框固化前進(jìn)行、也可以在玻璃鋼化后或封邊條框固化后進(jìn)行；所述過渡層含有高熔點的金屬粉如鋁粉時宜在玻璃鋼化前或封邊條框固化前制成，所述過渡層含有低熔點的金屬粉如錫粉時宜在玻璃鋼化后或封邊條框固化后制成；所述過渡層在鋼化前或封邊條框固化前制備時，所含玻璃粉優(yōu)選熔融溫度為550 750°C的市售低熔點玻璃粉，所述過渡層在鋼化后或封邊條框固化后制備時，所含玻璃粉優(yōu)選熔融溫度為350 550°C的市售低溫玻璃焊料。 其中，所述上玻璃、下玻璃和中間玻璃的材料是普通玻璃、或是鋼化玻璃、或是半鋼化玻璃、或是低輻射玻璃、或是強(qiáng)化玻璃(包括物理強(qiáng)化和化學(xué)強(qiáng)化)、或是熱反射玻璃、或是夾絲玻璃、或是壓延玻璃、或是熱熔玻璃，或是以上任兩種或三種玻璃的組合，進(jìn)一步優(yōu)選為鋼化或半鋼化玻璃、強(qiáng)化玻璃和低輻射玻璃，更進(jìn)一步優(yōu)選為鋼化或半鋼化玻璃與低輻射鋼化或半鋼化玻璃的組合、鋼化或半鋼化玻璃與低輻射強(qiáng)化玻璃的組合、鋼化或半鋼化玻璃與低輻射玻璃的組合。其中，所述鍍膜玻璃包括低輻射玻璃和熱反射玻璃等，所述鍍膜玻璃具有良好的吸波能力，能夠直接利用微波進(jìn)行加熱升溫。其中，所述微波爐可以每次只封接一塊真空玻璃，也可以封接多塊真空玻璃，即實現(xiàn)真空玻璃的批量化生產(chǎn)。其中，所述微波爐為工業(yè)微波爐，具有真空系統(tǒng)；當(dāng)所述真空玻璃含有低輻射玻璃或熱反射玻璃等鍍膜玻璃時，可以依靠鍍膜玻璃和低溫焊料具有的良好吸收微波的能力這一特征，直接利用微波加熱升溫；當(dāng)所述真空玻璃不含低輻射玻璃或熱反射玻璃等鍍膜玻璃時，微波爐可加裝輔助加熱系統(tǒng)；輔助加熱系統(tǒng)可采用電阻加熱的方式如電熱絲、電熱管、電熱板等，或采用循環(huán)熱風(fēng)加熱的方式；輔助加熱系統(tǒng)將微波爐的爐膛加熱至一基礎(chǔ)溫度如200 320°C時，再利用微波加熱對低溫焊料進(jìn)行局部加熱，達(dá)到在短時間內(nèi)將低溫焊料加熱至熔融的目的；當(dāng)所述真空玻璃含有低輻射玻璃或熱反射玻璃等鍍膜玻璃時，所述微波爐采用先輔助加熱再微波加熱的方式，也能進(jìn)一步減小玻璃所承受的溫差和進(jìn)一步提高加熱速度，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。本實用新型的有益效果是:本實用新型提供的真空玻璃其上、下玻璃的周邊含有封邊條框，使得真空玻璃的封邊更簡便，上下封邊條框的相互嵌合保證了玻璃在變形情況下的密封效果，封邊條框與上下玻璃之間具有比低溫焊料更高的結(jié)合強(qiáng)度，增大了上下玻璃之間密封面積和氣密層厚度，解決了現(xiàn)有真空玻璃邊緣的密封參差不齊的問題，大大加強(qiáng)了封接的附著力和附著強(qiáng)度，增加了上、下玻璃之間真空層的密封度，提高了真空玻璃的壽命，并可省去制作和密封難度極大的抽氣口，實現(xiàn)了一步法批量化制備真空玻璃和鋼化真空玻璃。采用封邊條框，可以很容易利用低熔點金屬或合金實現(xiàn)真空玻璃的金屬釬焊，由于釬焊溫度可選擇的范圍很大，所以不但可以整體加熱玻璃、降低加熱爐的造價和簡化生產(chǎn)工藝，而且可以大幅度降低封邊溫度、縮短加熱時間，從而降低生產(chǎn)成本、提高生產(chǎn)效率，更重要的是保證鋼化或半鋼化玻璃在加熱過程中不會發(fā)生退火現(xiàn)象，生產(chǎn)出鋼化或半鋼化真空玻璃。微波加熱的優(yōu)點是加熱速度快、降溫速度快，是常規(guī)加熱的幾倍或幾十倍，可以選擇性、且內(nèi)外同時均勻加熱低溫焊料，低溫焊料與玻璃相比重量極小、微波加熱又能降低低溫焊料的燒結(jié)溫度，所以能耗低，因而微波加熱具有節(jié)能、省時、高質(zhì)、高效的優(yōu)點；微波加熱能夠促進(jìn)分子的擴(kuò)散，所以微波加熱能夠降低燒結(jié)溫度或焊接溫度，更有利于鋼化或半鋼化玻璃的焊接；微波加熱可以使玻璃整體的溫度低于低溫焊料的溫度，能夠有效防止鋼化玻璃在封邊過程中的退火，所以可以直接生產(chǎn)鋼化或半鋼化真空玻璃；此外，微波加熱還能促進(jìn)玻璃表面所吸附的極性氣體分子如h20、CO2和CO等的解吸，從而進(jìn)一步提高真空玻璃的真空度和性能、延長真空玻璃的使用壽命。
圖1為本實用新型發(fā)明的真空玻璃結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實用新型發(fā)明的單片鋼化真空玻璃結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本實用新型發(fā)明的具有兩層支撐物的鋼化真空玻璃結(jié)構(gòu)示意圖；圖中:1.上玻璃，2.下玻璃，3.低溫焊料，4.封邊條框，5.支撐物。
具體實施方式
以下采用實施例和附圖來詳細(xì)說明本實用新型的實施方式，借此對本實用新型如何應(yīng)用技術(shù)手段來解決技術(shù)問題，并達(dá)成技術(shù)效果的實現(xiàn)過程能充分理解并據(jù)以實施。實施例1:參見圖1，真空玻璃由上下兩塊玻璃組成，兩塊玻璃都是普通浮法玻璃，其制作方法如下:首先根據(jù)所制作真空玻璃的形狀和大小切割所需尺寸的兩塊平板玻璃，進(jìn)行磨邊、倒角，清洗、干燥后，在上玻璃、下玻璃上利用印刷技術(shù)將低溫玻璃粉膏印制成封邊條框，其中上玻璃有兩個封邊條框、下玻璃有三個封邊條框,上玻璃封邊條框的大小介于下玻璃封邊條框之間，上下玻璃合片后，上玻璃的封邊條框能夠嵌合于下玻璃的封邊條框之間，每個封邊條框的寬度為1.2mm、高度為0.4mm ;其次將兩塊玻璃分別送入高溫爐，在高溫爐550 650°C的高溫作用下封邊條框與玻璃燒結(jié)在一起，隨即降至室溫，得到具有封邊條框的上、下玻璃；在上玻璃上采用低溫玻璃焊料印制支撐物，支撐物為最小單元是等邊三角形的點陣排列，三角形的邊長為40mm,支撐物為圓柱狀,其直徑為0.6mm、高度為0.5mm ；并在封邊條框的位置印制或噴涂由低溫玻璃焊料、鋅粉和粘結(jié)劑等組成的漿料作為過渡層；再次將下玻璃的三個封邊條框之間裝滿金屬焊料鋅粉或鋪上鋅箔或鋅絲，將兩塊玻璃上下對齊疊放在一起，并留有抽氣通道，送入微波爐中，微波爐具有循環(huán)熱風(fēng)輔助加熱系統(tǒng)；最后進(jìn)行抽真空和加熱操作，先利用輔助加熱系統(tǒng)將微波爐爐膛的溫度升至330°C，再抽真空至0.1Pa以下，再開啟微波加熱系統(tǒng)將封邊條框處局部升溫至金屬鋅的熔點溫度以上如430°C，金屬鋅熔化，上玻璃的封邊條框在重力的作用下嵌入下玻璃的封邊條框之間，熔融的金屬鋅將兩塊玻璃粘接在一起，同時支撐物軟化或熔融與上下玻璃粘接在一起；停止加熱、隨爐降溫，金屬焊料鋅將兩塊玻璃氣密性地焊接在一起，支撐物也與上下玻璃固化在一起，打開爐門得到所需的真空玻璃。實施例2:參見圖2，真空玻璃的兩塊玻璃中一塊為低輻射玻璃，另一塊為鋼化玻璃或半鋼化玻璃，其制作方法如下:首先根據(jù)所制作真空玻璃的形狀和大小切割所需尺寸的一塊平板玻璃和一塊低輻射玻璃，進(jìn)行磨邊、倒角、除膜，清洗、干燥后，在兩塊玻璃上利用印刷技術(shù)將低溫玻璃粉膏印制成封邊條框，其中上玻璃有一個封邊條框、下玻璃有兩個封邊條框，上玻璃封邊條框的大小介于下玻璃兩個封邊條框之間，上下玻璃合片后，上玻璃的封邊條框能夠嵌合于下玻璃的兩個封邊條框之間，每個封邊條框的寬度為1.8mm、高度為
0.25mm ;上下玻璃經(jīng)干燥后，在封邊條框的位置先印制或噴涂一層含有低溫玻璃粉的漿料再印制或噴涂一層市售的銀漿作為過渡層；其次將上玻璃送入高溫爐中，在高溫爐550 650°C的高溫作用下封邊條框與玻璃燒結(jié)在一起，隨即降至室溫或急冷至室溫令其強(qiáng)化，得到具有封邊條框的上玻璃；將下玻璃送入鋼化爐中，在鋼化爐650 750°C的高溫作用下封邊條框與玻璃燒結(jié)在一起，隨即進(jìn)行風(fēng)冷鋼化，得到鋼化或半鋼化玻璃；在下玻璃上采用低溫玻璃焊料利用張緊的鋼絲網(wǎng)或鋼板網(wǎng)印制支撐物，使支撐物的頂部在一個平面上，以消除玻璃鋼化變形對平整度的影響，支撐物為最小單元是等邊三角形的點陣排列，三角形的邊長為50mm,支撐物為圓柱狀,其直徑為0.5_、平均高度為0.3mm ;再次將下玻璃的兩個封邊條框之間裝入熔點為380°C的鋅合金，鋅合金的形狀為粉、膏、箔或絲，并將兩塊玻璃上下對齊疊放在一起，預(yù)留抽氣通道，送入微波爐中，微波爐具有輔助加熱系統(tǒng)，輔助加熱系統(tǒng)采用遠(yuǎn)紅外線加熱器；最后進(jìn)行抽真空和加熱操作，先利用輔助加熱系統(tǒng)遠(yuǎn)紅外線加熱器將爐膛的基礎(chǔ)溫度升至300°C后，再抽真空至0.1Pa以下，再利用微波加熱將封邊條框處的溫度局部加熱至380°C以上，達(dá)到鋅合金的熔融溫度，鋅合金熔化成液體，上玻璃的封邊條框在重力的作用下嵌入下玻璃的兩個封邊條框之間，熔融的鋅合金焊料將兩塊玻璃粘接在一起，同時支撐物軟化或熔融與上下玻璃粘接在一起；停止加熱、隨爐降溫，鋅合金焊料將兩塊玻璃氣密性地焊接在一起，支撐物也與上下玻璃燒結(jié)成一體，打開爐門得到所需的真空玻璃。 實施例3:參見圖3，真空玻璃的兩塊玻璃為鋼化玻璃或半鋼化玻璃，其中一塊還是低輻射玻璃，其制作方法如下:首先根據(jù)所制作真空玻璃的形狀和大小切割所需尺寸的一塊平板玻璃和一塊低輻射玻璃，進(jìn)行磨邊、倒角、除膜，清洗、干燥后，在兩塊玻璃上利用尼龍絲網(wǎng)將低溫玻璃粉膏印制成封邊條框和支撐物，其中上玻璃有一個封邊條框、下玻璃有兩個封邊條框，上玻璃封邊條框的大小介于下玻璃兩個封邊條框之間，上下玻璃合片后，上玻璃的封邊條框能夠嵌合于下玻璃的兩個封邊條框之間，每個封邊條框的寬度為2.0mm、高度為0.8mm ;支撐物為最小單元是等邊三角形的點陣排列，三角形的邊長為100mm,支撐物為長條狀，其長度為2mm、寬度為0.3mm、高度為0.4臟，上下玻璃的支撐物互相垂直，上下玻璃合片后支撐物重疊為十字狀形；其次將兩塊玻璃分別送入鋼化爐，在鋼化爐的高溫作用下封邊條框和支撐物與玻璃軟化粘結(jié)在一起，隨即進(jìn)行風(fēng)冷鋼化，得到具有封邊條框和支撐物的鋼化或半鋼化玻璃；為消除因玻璃鋼化所造成的高度差，將封邊條框和支撐物進(jìn)行機(jī)械加工，使封邊條框的平均高度降為0.2 0.3mm，支撐物的平均高度降為0.1
0.2mm，使封邊條框和支撐物的頂端各自在一個平面上；再次將下玻璃的兩個封邊條框之間裝滿摻有焊接輔料的金屬焊料錫粉或錫箔或錫絲，焊接輔料如低溫玻璃焊料有助于金屬錫與玻璃之間的焊接，并將兩塊玻璃上 下對齊疊放在一起且留有一定的抽氣空隙，送入微波爐中；最后進(jìn)行抽真空和加熱操作，抽真空至0.1Pa以下，升溫至金屬錫的熔點溫度以上如300°C，金屬錫就會熔化，上玻璃的封邊條框在重力的作用下嵌入下玻璃的封邊條框之間，熔融的金屬錫將兩塊玻璃粘接在一起，上下玻璃的支撐物相互接觸、重疊為十字狀形；停止加熱、隨爐降溫，金屬焊料錫將兩塊玻璃氣密性地焊接在一起，打開爐門得到所需的真空玻
3 ο
權(quán)利要求1.一種真空玻璃，其特征在于包括上玻璃、下玻璃，所述上玻璃和所述下玻璃是平面玻璃，所述上玻璃和所述下玻璃是普通玻璃或鍍膜玻璃，所述上玻璃和所述下玻璃的焊接面的周邊有封邊條框，所述上玻璃和所述下玻璃的周邊通過低溫焊料利用微波焊接在一起，所述低溫焊料為低熔點金屬或合金焊料，所述低溫焊料與所述玻璃之間有過渡層，所述上玻璃和所述下玻璃之間形成一個封閉的真空層，所述真空層內(nèi)有支撐物，所述支撐物有一層或兩層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的真空玻璃，其特征在于所述真空玻璃還包括一塊中間玻璃，所述中間玻璃夾在所述上玻璃和所述下玻璃之間，所述上玻璃和所述下玻璃分別和所述中間玻璃形成兩個封閉的真空層。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的真空玻璃，其特征在于所述上玻璃和所述下玻璃至少有一塊是鋼化或半鋼化玻璃。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的真空玻璃，其特征在于所述支撐物在玻璃鋼化前或玻璃鋼化后制作。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的真空玻璃，其特征在于所述封邊條框或支撐物在固化后進(jìn)行機(jī)械加工。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的真空玻璃，其特征在于所述上玻璃焊接面的周邊至少有一個封邊條框，所述下玻璃焊接面的周邊至少有兩個封邊條框。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的真空玻璃，其特征在于所述支撐物使用軟網(wǎng)或硬網(wǎng)制作。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的真空玻璃，其特征在于所述過渡層有一層、兩層或多層。
專利摘要一種金屬焊料微波焊接條框封邊的平面真空玻璃，其特征在于包括上玻璃、下玻璃，所述上玻璃和所述下玻璃是平面玻璃，所述上玻璃和所述下玻璃的焊接面的周邊有封邊條框，所述上玻璃和所述下玻璃的周邊通過低溫焊料利用微波焊接在一起，所述低溫焊料為低熔點金屬或合金焊料，所述低溫焊料與所述玻璃之間有過渡層，所述上玻璃和所述下玻璃之間形成一個封閉的真空層，所述真空層內(nèi)有支撐物；該真空玻璃利用上下封邊條框的相互嵌合保證了密封效果，不但制作工藝簡單、成本低、生產(chǎn)效率高，而且封接可靠、密封效果好。
文檔編號C03B23/24GK203159439SQ20122056924
公開日2013年8月28日 申請日期2012年10月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月9日
發(fā)明者戴長虹 申請人:青島理工大學(xué)