CN117006712A - 一种真空集热外玻管及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及真空集热管外玻管技术领域，涉及一种真空集热外玻管及其制备方法。该外玻管通过将可伐合金环依次封接钼玻璃组、3#玻璃和4.0玻管；所述可伐合金环的热膨胀系数为4.8～4.9×10‑6/℃，钼玻璃组的热膨胀系数为4.7～4.8×10‑6/℃，3#玻璃的热膨胀系数为4.45～4.55×10‑6/℃，4.0玻管的热膨胀系数为4.0×10‑6/℃，该外玻管在封接的过程中，只需封接3次，减少了2段封接次数，使封接效率提升了一倍，且可伐合金环不需要车制薄边，降低了封接难度和成本。与此同时，4J29可伐和钼组玻璃的匹配封接消除了退火后的结构应力，降低了真空失效的隐患。解决现有技术中存在的过渡玻璃种类多、封接次数多，工艺繁琐，生产效率低以及存在真空时效隐患，封接难度大，加工成本高的问题。
Description
技术领域
本发明涉及真空集热管外玻管技术领域，具体为一种真空集热外玻管及其制备方法。
背景技术
金属-玻璃火焰熔封加工外玻管为现生产真空集热管用外玻管主要方式，目前，主要采用两种方式进行制备，即采用4J29可伐合金依次封接3种过渡玻璃再与3.3硼硅酸盐玻璃进行火焰熔封成外玻管的方式制备，需随膨胀系数变化梯度进行封接，因此，在制备外玻管时，所需过渡玻璃种类多、封接次数多，工艺繁琐，生产效率低。或者采用膨胀系数为4.0×10-6/℃的新型定膨胀合金和玻璃膨胀系数为4.0×10-6/℃的玻璃管火焰熔封成外玻管的方式制备，这种方式虽然减少了过渡玻璃种类，降低了封接次数，但是，存在新型定膨胀合金与玻璃膨胀曲线匹配温度范围窄，熔封件退火后结构应力大，存在真空失效隐患，同时封接合金环需进行车制薄边，封接难度大，加工成本高。
发明内容
针对现有技术中存在的过渡玻璃种类多、封接次数多，工艺繁琐，生产效率低以及存在真空时效隐患，封接难度大，加工成本高的问题，本发明提供一种真空集热外玻管及其制备方法。
为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：
本发明提供一种真空集热外玻管，包括可伐合金环，所述可伐合金环依次封接钼玻璃组、3#玻璃和4.0玻管；其中，所述可伐合金环的热膨胀系数为4.8～4.9×10-6/℃，钼玻璃组的热膨胀系数为4.7～4.8×10-6/℃，3#玻璃的热膨胀系数为4.45～4.55×10-6/℃，4.0玻管的热膨胀系数为4.0×10-6/℃。
进一步地，所述3#玻璃按重量分数计包括以下原料组分：67％～71％的SiO2、18％～25％的B2O3、3％～5％的ZnO、2％～4％的Na2O、1％～3％的Al2O3和0.1％～0.5％的Li2O。
优选地，所述可伐合金环为4J29可伐合金。
优选地，所述可伐合金环与钼玻璃组之间，钼玻璃组与3#玻璃之间，3#玻璃与4.0玻管之间均采用火焰加工熔封。
如上述真空集热外玻管的制备方法，包括以下步骤：
S1：对可伐合金环进行烧氢处理；
S2：对钼玻璃组和烧氢后的可伐合金环进行预热，并进行火焰熔封处理；
S3：将与可伐合金环熔封处理后的钼玻璃组依次与3#玻璃和4.0玻管进行火焰熔封处理，制成真空集热外玻管；
S4：对熔封处理后的真空集热外玻管进行退火，即完成真空集热外玻管的制备。
进一步地，S1中烧氢处理温度为800～1300℃。
进一步地，S4中退火温度为510℃，退火时间为35～45min。
进一步地，S4中退火升温速率为4～6℃/min，S4中退火降温速率为1～4℃/min。
优选地，S2或S3中火焰熔封处理的条件为，采用天然气熔封，火焰温度780～830℃之间，熔封时间2～3min。
优选地，S2或S3中火焰熔封处理的条件为，采用氢气与氧气燃烧的方式熔封进行火焰熔封处理，火焰温度850～890℃之间，熔封时间1～2min。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明一种真空集热外玻管，该外玻管通过将可伐合金环依次封接钼玻璃组、3#玻璃和4.0玻管；所述可伐合金环的热膨胀系数为4.8～4.9×10-6/℃，钼玻璃组的热膨胀系数为4.7～4.8×10-6/℃，3#玻璃的热膨胀系数为4.45～4.55×10-6/℃，4.0玻管的热膨胀系数为4.0×10-6/℃，该外玻管在封接的过程中，只需封接3次，减少了2段封接次数，使封接效率提升了一倍，且可伐合金环不需要车制薄边，降低了封接难度和成本。与此同时，4J29可伐和钼组玻璃的匹配封接消除了退火后的结构应力，降低了真空失效的隐患。
3#玻璃的应用，可以保证在满足外玻管所需热膨胀系数的同时，使外玻管具有良好的化学稳定性、透光性和封接匹配性，同时可以降低玻璃的熔制温度。
本发明还提供一种上述真空集热外玻管的制备方法，该方法只需对可伐合金环进行烧氢处理；然后对钼玻璃组和烧氢后的可伐合金环进行预热，并进行火焰加工熔封处理，将与可伐合金环熔封处理后的钼玻璃组依次与钼玻璃组、3#玻璃和4.0玻管进行火焰熔封处理，制成真空集热外玻管；最后，对熔封处理后的真空集热外玻管进行退火，即完成真空集热外玻管的制备。封接工艺简单，技能要求降低，封接效率提高，将原来5道的过渡封接变为只封接3道，生产效率提高到2倍；封接产品安全可靠，产品寿命长，封接处机械强度和透光性能好。
附图说明
图1为本发明的一种真空集热外玻管的示意图。
图2为本发明的真空集热外玻管制备方法流程图。
其中，1-可伐合金环，2-钼玻璃组，3-3#玻璃，4-4.0玻管。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明实施例的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“水平”、“内”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
此外，若出现术语“水平”，并不表示要求部件绝对水平，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
在本发明实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。
本发明公开了一种真空集热外玻管，参照图1，包括可伐合金环1，所述可伐合金环1依次封接钼玻璃组2、3#玻璃3和4.0玻管4；其中，所述可伐合金环1为4J29可伐合金，可伐合金环1的热膨胀系数为4.8～4.9×10-6/℃，钼玻璃组2的热膨胀系数为4.7～4.8×10-6/℃，3#玻璃3的热膨胀系数为4.45～4.55×10-6/℃，4.0玻管4的热膨胀系数为4.0×10-6/℃。所述可伐合金环1、钼玻璃组2和3#玻璃3沿4.0玻管4对称分布。优选地，所述金环1与钼玻璃组2之间，钼玻璃组2与3#玻璃3之间，3#玻璃3与4.0玻管4之间均采用火焰加工熔封。
所述3#玻璃3包括以下原料组分：67～71％的SiO2、18～25％的B2O3、3～5％的ZnO、2～4％的Na2O、1～3％的Al2O3和0.1～0.5％的Li2O。其制备方法为：将上述原料按比例混合后，在1150～1250℃保温4～6h后，然后以0.3～1℃/min的速率升温至1395～1415℃进行熔制，直至原料完全熔化形成玻璃液，最后在1250～1350℃条件下澄清30～40h，在1150～1250℃条件下吹型，在540～560℃条件下退火2～3h后，得到所述3#玻璃3。
参见图2，本发明提供一种如上述真空集热外玻管的制备方法，包括以下步骤：
S1：对可伐合金环1进行烧氢处理，烧氢处理温度为800～1300℃；
S2：对钼玻璃组2和烧氢后的可伐合金环1进行预热，并进行火焰加工熔封处理；其中，中火焰熔封处理的条件为，采用天然气熔封，火焰温度780～830℃之间，熔封时间2～3min，或采用氢气与氧气燃烧的方式熔封进行火焰熔封处理，火焰温度850～890℃之间，熔封时间1～2min。
S3：将与可伐合金环1熔封处理后的钼玻璃组2依次与3#玻璃3和4.0玻管4进行火焰熔封处理，制成真空集热外玻管；其中，中火焰熔封处理的条件为，采用天然气熔封，火焰温度780～830℃之间，熔封时间2～3min，或采用氢气与氧气燃烧的方式熔封进行火焰熔封处理，火焰温度850～890℃之间，熔封时间1～2min。
S4：对熔封处理后的真空集热外玻管进行退火，即完成真空集热外玻管的制备，其中，退火升温速率为4～6℃/min，退火温度为510℃，退火时间为35～45min，退火降温速率为1～4℃/min。
综上所述，本发明提供一种真空集热外玻管及其制备方法，该外玻管通过将可伐合金环1依次封接钼玻璃组2、3#玻璃3和4.0玻管4；该外玻管在封接的过程中，只需封接3次，减少了2段封接次数，使封接效率提升了一倍，且可伐合金环不需要车制薄边，降低了封接难度和成本。与此同时，4J29可伐和钼组玻璃的匹配封接消除了退火后的结构应力，降低了真空失效的隐患。
以上所述的仅仅是本发明的较佳实施例，并不用以对本发明的技术方案进行任何限制，本领域技术人员应当理解的是，在不脱离本发明精神和原则的前提下，该技术方案还可以进行若干简单的修改和替换，这些修改和替换也均属于权利要求书所涵盖的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种真空集热外玻管，其特征在于，包括可伐合金环(1)，所述可伐合金环(1)依次封接钼玻璃组(2)、3#玻璃(3)和4.0玻管(4)；其中，所述可伐合金环(1)的热膨胀系数为4.8～4.9×10-6/℃，钼玻璃组(2)的热膨胀系数为4.7～4.8×10-6/℃，3#玻璃(3)的热膨胀系数为4.45～4.55×10-6/℃，4.0玻管(4)的热膨胀系数为4.0×10-6/℃。
2.根据权利要求1所述的真空集热外玻管，其特征在于，所述3#玻璃(3)按重量分数计包括以下原料组分：67％～71％的SiO2、18％～25％的B2O3、3％～5％的ZnO、2％～4％的Na2O、1％～3％的Al2O3和0.1％～0.5％的Li2O。
3.根据权利要求1所述的真空集热外玻管，其特征在于，所述可伐合金环为4J29可伐合金。
4.根据权利要求1-3任一项所述的真空集热外玻管，其特征在于，所述可伐合金环(1)与钼玻璃组(2)之间，钼玻璃组(2)与3#玻璃(3)之间，3#玻璃(3)与4.0玻管(4)之间均采用火焰加工熔封。
5.如权利要求1-4任一项所述的真空集热外玻管的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：对可伐合金环(1)进行烧氢处理；
S2：对钼玻璃组(2)和烧氢后的可伐合金环(1)进行预热，并进行火焰熔封处理；
S3：将与可伐合金环(1)熔封处理后的钼玻璃组(2)依次与3#玻璃(3)和4.0玻管(4)进行火焰熔封处理，制成真空集热外玻管；
S4：对熔封处理后的真空集热外玻管进行退火，即完成真空集热外玻管的制备。
6.根据权利要求5所述的真空集热外玻管的制备方法，其特征在于，S1中烧氢处理温度为800～1300℃。
7.根据权利要求5所述的真空集热外玻管的制备方法，其特征在于，S4中退火温度为510℃，退火时间为35～45min。
8.根据权利要求5所述的真空集热外玻管的制备方法，其特征在于，S4中退火升温速率为4～6℃/min，S4中退火降温速率为1～4℃/min。
9.根据权利要求5-8任一项所述的真空集热外玻管的制备方法，其特征在于，S2或S3中火焰熔封处理的条件为，采用天然气熔封，火焰温度780～830℃之间，熔封时间2～3min。
10.根据权利要求5-8任一项所述的真空集热外玻管的制备方法，其特征在于，S2或S3中火焰熔封处理的条件为，采用氢气与氧气燃烧的方式熔封进行火焰熔封处理，火焰温度850～890℃之间，熔封时间1～2min。
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