CN218174836U - 真空密封的钢化真空玻璃 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种真空密封的钢化真空玻璃。该真空密封的钢化真空玻璃包括：第一玻璃片；第二玻璃片，第二玻璃片与第一玻璃片在厚度方向上相对设置；封闭的玻璃框，玻璃框设置在第一玻璃片与第二玻璃片之间；合金层，合金层设置在第一玻璃片与玻璃框之间并将两者激光焊接且封堵两者之间间隙、及第二玻璃片与玻璃框之间并将两者激光焊接且封堵两者之间间隙，从而使第一玻璃片、玻璃框和第二玻璃片围成真空密封空间。本实用新型中，通过设置合金层，能使第一玻璃片、第二玻璃片和玻璃框围成真空密封空间。合金层的密封效果佳。激光焊接可靠。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种真空密封的钢化真空玻璃。
背景技术
随着节能减排对玻璃围护结构热工及机械性能要求的提高，及消除水氧等活性物质对钙钛矿光伏薄膜稳定性的影响，需要一种用钢化玻璃进行真空密封封装的工艺技术方法。
传统的真空封装方法大致分两种：第一种是采用有机胶粘结，因其有机老化及热稳定性，真空环境下释气等因素影响真空寿命；第二种是采用低温焊料熔封的方法，因其较高的加工温度影响玻璃钢化强度，且工艺温度控制难度较大。
为解决上述技术问题，需要发明一种新的真空密封的钢化玻璃。
实用新型内容
本实用新型的目的之一是为了克服现有技术中的至少一个不足，提供一种真空密封的钢化真空玻璃。
为实现以上目的，本实用新型通过以下技术方案实现：
根据本实用新型的第一方面，提供了一种真空密封的钢化真空玻璃。该真空密封的钢化真空玻璃包括：
第一玻璃片；
第二玻璃片，所述第二玻璃片与所述第一玻璃片在厚度方向上相对设置；
封闭的玻璃框，所述玻璃框设置在所述第一玻璃片与所述第二玻璃片之间；
合金层，所述合金层设置在所述第一玻璃片与所述玻璃框之间并将两者激光焊接且封堵两者之间间隙，及所述合金层设置在所述第二玻璃片与所述玻璃框之间并将两者激光焊接且封堵两者之间间隙，从而使所述第一玻璃片、所述玻璃框和所述第二玻璃片围成真空密封空间。
可选地，还包括连接支撑块；
多个所述连接支撑块设置在所述玻璃框内侧，并位于所述第一玻璃片与所述第二玻璃片之间；
所述连接支撑块分别与所述第一玻璃片及所述第二玻璃片超快激光焊接固定。
可选地，所述连接支撑块为立方体玻璃块，所述连接支撑块的边长与所述玻璃框的厚度相同；
多个所述连接支撑块以矩阵形式布置在所述第二玻璃片和所述第一玻璃片之间，相邻两个所述连接支撑块间距为5cm-10cm。
可选地，所述第一玻璃片和所述第二玻璃片是两片平面钢化玻璃或者两片相同曲面形状的钢化玻璃；和/或，
所述玻璃框边框的宽度为1cm-2cm、厚度为0.5mm-5mm，所述玻璃框边缘与所述第一玻璃片边缘及所述第二玻璃片边缘之间的距离为1mm-2mm。
可选地，所述合金层材质被配置使所述第一玻璃片、所述第二玻璃片与所述玻璃框形成柔性连接。
可选地，所述合金层为铟基合金层、或者铋基合金层、或者镓基合金层；
其中，所述铟基合金层的熔点120℃-260℃，所述铟基合金层的宽度为 1mm-4mm。
可选地，所述合金层为激光扫描加热合金片成型的铟基合金层；
所述合金片为铟基合金片，所述铟基合金片的初始宽度为0.3mm-0.5mm；
所述铟基合金层的宽度为1mm-4mm。
可选地，所述合金层为激光扫描加热合金丝成型的铟基合金层；
所述合金丝为铟基合金丝，所述铟基合金丝的初始直径为0.2mm-0.3mm；
所述铟基合金层的宽度为1mm-4mm。
可选地，所述合金层位于所述玻璃框边框宽度方向中间位置。
可选地，所述第一玻璃片、所述第二玻璃片与所述玻璃框激光焊接，并在所述合金层两侧形成焊缝。
不同于现有技术，本实用新型提供的真空密封的钢化真空玻璃中，合金层设置在第一玻璃片与玻璃框之间并将两者激光焊接且封堵两者之间间隙、及第二玻璃片与玻璃框之间并将两者激光焊接且封堵两者之间间隙，从而使第一玻璃片、第二玻璃片和玻璃框共同围成真空密封空间。合金层的密封效果佳。激光焊接可靠。
合金层可采用低熔点合金片或低熔点合金丝，其在真空治具中被激光扫描热熔后可对相邻玻璃表面因粗糙形成的间隙进行填充和柔性连接实现可靠密封。在玻璃框内角处放置直径2-3mm的锡球，抽真空时能为玻璃真空腔内气体提供外流通道，提高抽气效率，减少真空玻璃封闭真空腔内气体残留。通过控制真空治具真空度和激光扫描能量密度可使饱和蒸汽不同的合金元素次序蒸发而形成不同膨胀系数过渡层，以减少热胀冷缩形成的内应力，避免真空密封失效。
多个连接支撑块可设置在封闭的玻璃框内侧，并位于第一玻璃片与第二玻璃片之间。连接支撑块分别与第一玻璃片及第二玻璃片激光焊接固定。连接支撑块在真空失效后能提供足够的连接强度，使钢化真空玻璃在真空失效后仍有足够的安全强度。
通过以下参照附图对本实用新型的示例性实施例的详细描述，本实用新型的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
图1为本实用新型一种实施例提供的真空密封的钢化真空玻璃的截面图。
图2为本实用新型一种实施例提供的真空密封的钢化真空玻璃的局部俯视图。
具体实施方式
下面将结合附图对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
在本申请实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。
应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
需要注意的是，本申请实施例所描述的“上”、“下”、“左”、“右”等方位词是以附图所示的角度来进行描述的，不应理解为对本申请实施例的限定。此外，在上下文中，还需要理解的是，当提到一个元件连接在另一个元件“上”或者“下”时，其不仅能够直接连接在另一个元件“上”或者“下”，也可以通过中间元件间接连接在另一个元件“上”或者“下”。
根据本申请的第一实施例，提供了一种真空密封的钢化真空玻璃。请参阅图1和图2，该真空密封的钢化真空玻璃包括第一玻璃片2、第二玻璃片1、玻璃框6和合金层。
第一玻璃片2和第二玻璃片1均可设置为片状结构，其具有厚度方向。第二玻璃片1与第一玻璃片2在厚度方向上相对设置。
玻璃框6为封闭结构。玻璃框6设置在第一玻璃片2与第二玻璃片1之间。封闭结构的玻璃框6形状可根据第二玻璃片1和第一玻璃片2形状对应设置。例如，玻璃框6可围绕第二玻璃片1和第一玻璃片2边缘设置。
合金层设置在第一玻璃片2与玻璃框6之间并将两者激光焊接且封堵两者之间间隙、及第二玻璃片1与玻璃框6之间并将两者激光焊接且封堵两者之间间隙，从而使第一玻璃片2、第二玻璃片1和玻璃框6共同围成真空密封空间。
具体地，合金层包括第一合金层5和第二合金层7。第一合金层5设置在第一玻璃片2与玻璃框6之间，并将第一玻璃片2与玻璃框6激光焊接，且封堵第一玻璃片2与玻璃框6之间的间隙。第一合金层5可对应设置成封闭结构。
第二合金层7设置在第二玻璃片1与玻璃框6之间，并将第二玻璃片1与玻璃框6激光焊接固定，且封堵第二玻璃片1与玻璃框6之间的间隙。第二合金层7可对应设置成封闭结构。
如此，第一玻璃片2、第一合金层5、玻璃框6、第二合金层7和第二玻璃片1依次层叠设置，第一合金层5将第一玻璃片2与玻璃框6激光焊接且封堵两者之间的间隙，第二合金层7将第二玻璃片1与玻璃框6激光焊接且封堵两者之间的间隙。第一玻璃片2、玻璃框6和第二玻璃片1共同围成真空密封空间。
第一玻璃片2和第二玻璃片1可设置成结构尺寸相同的片状结构，第一玻璃片2与第二玻璃片1在厚度方向上位置对齐设置。
一种可选示例中，如图所示，第一玻璃片2和第二玻璃片1可以是两片平面钢化玻璃、或者两片相同曲面形状的钢化玻璃。例如图示，第一玻璃片2和第二玻璃片1可以是两片方形钢化玻璃。
玻璃框6为全封闭结构，其可围绕第二玻璃片1和第一玻璃片2边缘设置。玻璃框6边缘可设置成与第一玻璃片2及第二玻璃片1边缘对齐设置，或者玻璃框6边缘可设置成邻近第一玻璃片2及第二玻璃片1边缘设置。
一种可选示例中，如图所示，玻璃框6边框的宽度可设置为1cm-2cm、厚度可设置为0.5mm-5mm。例如，玻璃框6可设置成方形，其具有四个首尾相连的边框。
玻璃框6边缘与第一玻璃片2边缘及第二玻璃片1边缘之间的距离可设置为1mm-2mm。
合金层材质可根据需要选择设置，其能满足加热后封堵第一玻璃片2与玻璃框6之间间隙、以及第二玻璃片1与玻璃框6之间间隙即可。
一种可选示例中，合金层可采用具有一定延展性、低熔点且加热熔化后流动性好，并与玻璃良好浸润的合金。具体地，合金层材质采用低熔点合金，低熔点合金能在被加热熔化后形成液态合金；液态合金能在两侧夹持力作用下流动变薄，且与玻璃浸润，使第一玻璃片2、第二玻璃片1与玻璃框6形成柔性连接。
更优选地，合金层可采用铟基合金层、或者铋基合金层、或者镓基合金层。铟基合金、铋基合金、镓基合金层具有一定延展性、低熔点且加热熔化后流动性好，并能与玻璃良好浸润。
合金层具体可通过激光扫描加热合金片或者合金丝而成。合金片或者合金丝在真空治具中被激光扫描热熔后能对相邻玻璃表面因粗糙形成的间隙进行填充，并通过控制真空治具中真空度和激光扫描使饱和蒸汽不同的合金元素次序蒸发而形成不同膨胀系数过渡层，以减少热胀冷缩形成的内应力，避免真空密封失效。
进一步地，如图所示，合金层可采用铟基合金层。铟基合金层的熔点为120℃ -260℃。铟基合金层的宽度可设置为1mm-4mm。更进一步地，铟基合金层的宽度可设置为1mm-3mm。
铟基合金层可由铟基合金片激光加热而成。铟基合金片的初始宽度可设置为0.3mm-0.5mm。
初始宽度0.3-0.5mm的铟基合金片被激光扫描加热并成型宽度为1mm-4mm 的铟基合金层，将第一玻璃片2与玻璃框6柔性连接且封堵两者之间的间隙，将第二玻璃片1与玻璃框6柔性连接且封堵两者之间的间隙。
当然，在其他实施例中，合金层也可由合金丝激光扫描加热成型。合金丝优选采用铟基合金丝。铟基合金丝的初始直径可设置为0.2mm-0.3mm。合金丝激光扫描加热成型后成型铟基合金层。铟基合金层的宽度为1mm-4mm。
合金层设置在第一玻璃片2与玻璃框6之间、及第二玻璃片1与玻璃框6 之间，可分别实现密封和焊接固定作用。
本实施例中，如图所示，合金层可位于玻璃框6边框的宽度方向中心位置。
第一玻璃片2、第二玻璃片1均可与玻璃框6激光焊接，并在合金层两侧形成焊缝4。更优选地，合金层宽度方向的两侧分别为第一侧和第二侧。在合金层宽度方向第一侧可设有至少两条焊缝4。在合金层宽度方向第二侧可设有至少两条焊缝4。例如图示，在合金层宽度方向第一侧设有两条焊缝4，在合金层宽度方向第二侧设有两条焊缝4。
本实施例中，请参阅图1和图2，钢化真空玻璃还可包括连接支撑块3，用于连接支撑第一玻璃片2与第二玻璃片1。多个连接支撑块3设置在封闭的玻璃框6内侧，并位于第一玻璃片2与第二玻璃片1之间。连接支撑块3可被超快激光焊接并形成焊点8，从而使连接支撑块3上下两侧分别与第一玻璃片2及第二玻璃片1激光焊接固定。
连接支撑块3在真空失效后能提供足够的连接强度，使钢化真空玻璃在真空失效后仍有足够的安全强度。
更优选地，如图所示，连接支撑块3可设置为立方体玻璃块。连接支撑块3 的边长与玻璃框6的厚度相同设置。
多个连接支撑块3可以矩阵形式布置在第二玻璃片1和第一玻璃片2之间。每相邻两个连接支撑块3间距为5cm-10cm。
根据同一发明构思，还提供了第二实施例。根据本申请的第二实施例，提供了一种钢化玻璃真空密封方法。该钢化玻璃真空密封方法可用于制作第一实施例提供的真空密封的钢化真空玻璃。
请参阅图1和图2，该钢化玻璃真空密封方法包括以下步骤：
步骤一：
将第一玻璃片2放入真空治具。具体地，第一玻璃片2可以是平面钢化玻璃、或者曲面形状的钢化玻璃。例如图示，第一玻璃片2可以是方形钢化玻璃。
将第一合金件放置在第一玻璃片2上。
将封闭的玻璃框6放置在第一合金件上。具体地，玻璃框6可设置成方形，其具有四个首尾相连的边框。玻璃框6边框的宽度可设置为1cm-2cm，厚度可设置0.5mm-5mm。玻璃框6边缘与第一玻璃片2边缘之间的距离可设置为1mm-2mm。第一合金件可位于玻璃框6边框宽度方向中间位置。
将第二合金件放置在玻璃框6上。具体地，第二合金件位置与第一合金件位置可对齐设置。第二合金件和第一合金件可采用铟基合金、或者铋基合金、或者镓基合金层；优选为铟基锑铋合金，铟基锑铋合金的熔点可设置为120℃ -260℃，初始宽度可设置为0.3mm-0.5mm。
在玻璃框6的四个内角处距玻璃框6的内边缘处5mm-10mm处可各放置一个锡球。锡球直径可设置为2mm-3mm。
将多个连接支撑块3放置在第一玻璃片2上，并位于玻璃框6内侧。具体地，多个连接支撑块3为材质相同的立方形玻璃块。连接支撑块3的边长与玻璃框6的厚度相同。多个连接支撑块3可以矩阵形式布置在第二玻璃片1和第一玻璃片2之间。每相邻两个连接支撑块3间距为5至10cm。
将第二玻璃片1放置在第二合金件和连接支撑块3上。具体地，第一玻璃片2和第二玻璃片1可设置成结构尺寸相同的片状结构，第一玻璃片2与第二玻璃片1在厚度方向上位置对齐设置。
需要指出的是，步骤一中各具体方法不限按照上述描述次序进行，还可包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序来进行，或者删减部分方法、步骤。
步骤二：
封闭真空治具并抽真空至设定真空度，从而分别从厚度方向两侧夹持第一玻璃片2和第二玻璃片1。
具体地，真空治具可抽真空至使真空度达到至10-3P，使第一玻璃片2贴合于第一合金件和连接支撑块3，第一合金件贴合于玻璃框6，第二玻璃片1贴合于第二合金件和连接支撑块3，第二合金件贴合于玻璃框6。
步骤三：
激光扫描加热第一合金件和第二合金件，使第一合金件和第二合金件熔化形成液态合金，液态合金在夹持力的作用下流动变薄形成合金层5、7。合金层 5、7分别封堵第一玻璃片2和第二玻璃片1与玻璃框6之间的间隙，以满足后续激光焊接要求。例如，第一合金件和第二合金件可采用短波激光进行扫描加热。
步骤四：
超快激光焊接连接支撑块3并形成焊点8，从而使连接支撑块3分别与第一玻璃片2及第二玻璃片激光1激光焊接。
激光焊接第一玻璃片2与玻璃框6以及第二玻璃片1与玻璃框6从而在合金层两侧形成焊缝4。具体地，合金层宽度方向的两侧分别为第一侧和第二侧。在合金层宽度方向第一侧可设有至少两条焊缝4。在合金层宽度方向第二侧可设有至少两条焊缝4。例如图示，在合金层宽度方向第一侧设有两条焊缝4，在合金层宽度方向第二侧设有两条焊缝4。
激光扫描加热锡球，使其高度与玻璃框6的厚度相同。
需要指出的是，步骤四中各具体方法不限按照上述描述次序进行，还可包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序来进行，或者删减部分方法、步骤。
步骤五：
打开真空治具取出钢化真空玻璃产品。
可选地，在步骤一之前还可以进行以下步骤：
制作全封闭玻璃框6，玻璃框6可以热熔预制玻璃棒，采用压延的方法制作出四边封闭结构玻璃框6。
清洗第一玻璃片2和第二玻璃片1，并吹干，120℃真空微波烘干3分钟。
调整真空治具，真空治具为一种通过真空负压方式将第一玻璃片2与第二玻璃片1贴合夹紧的工具，其可采用现有技术制作。
本实施例中，第一合金件和第二合金件可分别为第一合金片和第二合金片。第一合金片和第二合金片均可采用铟基合金片。铟基合金片的初始宽度为 0.3mm-0.5mm。
第一合金片和第二合金片激光扫描加热成型铟基合金层。铟基合金层的宽度为1mm-4mm。
当然，在其他实施例中，第一合金件和第二合金件也可为第一合金丝和第二合金丝。第一合金丝和第二合金丝优选采用铟基合金丝。铟基合金丝的初始直径可设置为0.2mm-0.3mm。第一合金丝和第二合金丝激光扫描加热成型后成型铟基合金层。铟基合金层的宽度为1mm-4mm。
需要指出的是，本实施例中的钢化玻璃真空密封方法不限按照上述描述次序进行，还可包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序来进行，或者删减部分方法、步骤。
本申请中，合金层设置在第一玻璃片与玻璃框之间并将两者激光焊接且封堵两者之间间隙、及第二玻璃片与玻璃框之间并将两者激光焊接且封堵两者之间间隙，从而使第一玻璃片、第二玻璃片和玻璃框共同围成真空密封空间。合金层的密封效果佳，激光焊接可靠。
合金层可采用低熔点合金片或低熔点合金丝，其在真空治具中被激光扫描热熔后可对相邻玻璃表面因粗糙形成的间隙进行填充和柔性连接实现可靠密封。在玻璃框内角处放置直径2-3mm的锡球，抽真空时为玻璃真空腔内气体提供外流通道，提高抽气效率，减少真空玻璃封闭真空腔内气体残留。通过控制真空治具真空度和激光扫描能量密度可使饱和蒸汽不同的合金元素次序蒸发而形成不同膨胀系数过渡层，以减少热胀冷缩形成的内应力，避免真空密封失效。
多个连接支撑块可设置在封闭的玻璃框内侧，并位于第一玻璃片与第二玻璃片之间。连接支撑块分别与第一玻璃片及第二玻璃片激光焊接固定。连接支撑块在真空失效后能提供足够的连接强度，使钢化真空玻璃在真空失效后仍有足够的安全强度。
激光焊接玻璃和低熔点合金层密封相结合的真空密封方法，生产稳定且寿命长的钢化真空玻璃，激光焊接提供足够的强度、低熔点合金层提供稳定的真空密封，以满足实际产品需求。
以上仅为本实用新型较佳的实施例，并不用于局限本实用新型的保护范围，任何在本实用新型精神内的修改、等同替换或改进等，都涵盖在本实用新型的权利要求范围内。
Claims (10)
1.真空密封的钢化真空玻璃，其特征在于，包括：
第一玻璃片；
第二玻璃片，所述第二玻璃片与所述第一玻璃片在厚度方向上相对设置；
封闭的玻璃框，所述玻璃框设置在所述第一玻璃片与所述第二玻璃片之间；
合金层，所述合金层设置在所述第一玻璃片与所述玻璃框之间并将两者激光焊接且封堵两者之间间隙,及所述合金层设置在所述第二玻璃片与所述玻璃框之间并将两者激光焊接且封堵两者之间间隙，从而使所述第一玻璃片、所述玻璃框和所述第二玻璃片围成真空密封空间。
2.根据权利要求1所述的真空密封的钢化真空玻璃，其特征在于，还包括连接支撑块；
多个所述连接支撑块设置在所述玻璃框内侧，并位于所述第一玻璃片与所述第二玻璃片之间；
所述连接支撑块分别与所述第一玻璃片及所述第二玻璃片超快激光焊接固定。
3.根据权利要求2所述的真空密封的钢化真空玻璃，其特征在于：
所述连接支撑块为立方体玻璃块，所述连接支撑块的边长与所述玻璃框的厚度相同；
多个所述连接支撑块以矩阵形式布置在所述第二玻璃片和所述第一玻璃片之间，相邻两个所述连接支撑块间距为5cm-10cm。
4.根据权利要求1所述的真空密封的钢化真空玻璃，其特征在于：
所述第一玻璃片和所述第二玻璃片是两片平面钢化玻璃或者两片相同曲面形状的钢化玻璃；和/或，
所述玻璃框边框的宽度为1cm-2cm、厚度为0.5mm-5mm，所述玻璃框边缘与所述第一玻璃片边缘及所述第二玻璃片边缘之间的距离为1mm-2mm。
5.根据权利要求1所述的真空密封的钢化真空玻璃，其特征在于：
所述合金层材质被配置为使所述第一玻璃片、所述第二玻璃片与所述玻璃框形成柔性连接。
6.根据权利要求5所述的真空密封的钢化真空玻璃，其特征在于：
所述合金层为铟基合金层、或者铋基合金层、或者镓基合金层；
其中，所述铟基合金层的熔点120℃-260℃，所述铟基合金层的宽度为1mm-4mm。
7.根据权利要求5所述的真空密封的钢化真空玻璃，其特征在于：
所述合金层为激光扫描加热合金片成型的铟基合金层；
所述合金片为铟基合金片，所述铟基合金片的初始宽度为0.3mm-0.5mm；
所述铟基合金层的宽度为1mm-4mm。
8.根据权利要求5所述的真空密封的钢化真空玻璃，其特征在于：
所述合金层为激光扫描加热合金丝成型的铟基合金层；
所述合金丝为铟基合金丝，所述铟基合金丝的初始直径为0.2mm-0.3mm；
所述铟基合金层的宽度为1mm-4mm。
9.根据权利要求1所述的真空密封的钢化真空玻璃，其特征在于：
所述合金层位于所述玻璃框边框宽度方向中间位置。
10.根据权利要求1所述的真空密封的钢化真空玻璃，其特征在于：
所述第一玻璃片、所述第二玻璃片与所述玻璃框激光焊接，并在所述合金层两侧形成焊缝。
Priority Applications (1)
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| CN202220852387.3U CN218174836U (zh) | 2022-04-14 | 2022-04-14 | 真空密封的钢化真空玻璃 |
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