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简体标题：形成机械式连接的复合体及方法 A COMPOUND BODY AND A PROCESS FOR THE PRODUCTION OF A MECHANICAL CONNECTION

公开(公告)号：TWI324587B

公开(公告)日：2010-05-11

申请号：TW092134587

申请日：2003-12-08

申请人：普金艾瑪奧托電子有限兩合公司

发明人：英哥杜尼區

IPC分类号： C03C

CPC分类号： H01J61/363 , C03C27/02 , H01J9/323 , H01J61/0672 , H01J61/0675 , H01J61/0732 , H01J61/0735 , H01J61/36 , H01J61/366 , H01J61/80 , H01J61/90

摘要：一種複合體具有一由玻璃製成的第一本體部(15)及一機械式連接物(20，60)其被熔化在該第一本體部(15)上且包含鋁。 A compound body has a first body part (15) made of glass and a mechanical connection (20, 60) which is melted on the first body part (15) and contains aluminum. 【創作特點】本發明的目的在於提供一複合體其具有一穩固，耐久且真空氣密且可抗熱衝擊且可在一低廉的成本下加以製造的連結，及提供一種用於製造一機械連結的方法，一具有上述特性的複合體可藉由此方法被製造出來。
此目的是藉由本案申請專利範圍獨立項所載之發明來達成。本案申請專利範圍的附屬項係有關於本發明的較佳實施例。
一在本發明的意涵中的複合體包含至少一第一本體部及一連結物。該連結物亦可被作成在一開口內的擋止件或一管端。該第一本體部是有玻璃製成，該連結物為鋁其具有相對純的形式。該連結物被熔化在該玻璃上。
在其最一般的形式中，依據本發明的複合體最好是一整體的、被該連結物所封閉的中空玻璃本體，最好是真空氣密式的封閉。
鋁被發現是一種其氧化物在特定的溫度範圍內會在玻璃中，特別是在矽酸鹽玻璃中，溶解的金屬，因此可獲得一緊密的機械連結。此一氧化物在矽酸鹽玻璃內的可溶解性在其它的金屬(Mg，Zn，Cd，In，Tl，Sn，Pb，Sb，Bi，Mn)亦被發現。與後者比較起來，鋁是較佳的選擇，因為其即使是在一極高的純度形式下仍是便宜的，因為其是電及熱的良好導體，因為其有高的延展性，其在矽酸鹽玻璃(軟玻璃，硬玻璃像是硼矽酸鹽玻璃及鋁矽酸鹽玻璃，石英玻璃)上的黏著性特別好，因為其在該熔點具有一非常低的蒸氣壓力，因為其對於大氣有抵抗性，因為其可黏在所有市面上的金屬上，因為其是無毒性的，因為其具有較佳的處理溫度範圍且可用軟焊劑直接弄濕。
由於以上的原因，所以使用相當純的形式的鋁來作為複合體的連結物的材質，雖然其與玻璃，特別是矽酸鹽玻璃，比較起來具有一相對高的膨脹係數(鋁為26x10 -6 /℃，軟玻璃為9x10 -6 /℃，硬玻璃為4x10 -6 /℃，石英玻璃為0.5x10 -6 /℃)。結果顯示，熱膨脹係數的明顯差異可用鋁的延展性來加以補償。鋁的延展性只有在鋁是以很純的形式，即，沒有被合金化且不能有表面塗層，存在時才能保有所想要的程度。在連結物物質中的鋁最好是高於99重量%，更佳的是高於99.9重量%。
結果顯示該連結物物質的表面上在處理之前有鋁氧化物的存在可防止連結物20的鋁與本體部15的玻璃之間的一親密及平面的接觸，使得黏著是機械性穩固的且氣密的(可防止擴散)而不再是可靠且耐久的真空氣密(可防止擴散及壓力補償)。
根據本發明，該複合體的製造方法為在連結物20的鋁上面的一可能的鋁氧化物層在該鋁與該連結物內的本體部的玻璃15接觸之前會先被去除掉，然後被加熱到該連結物20的熔點之上的該鋁以其沒有氧化物的表面與該玻璃接觸。鋁就是在此處與玻璃成分起反應，特別是還原玻璃的二氧化矽及將釋出的氧與鋁結合形成三氧化二鋁。所得到的氧化物然後可擴散到玻璃中並形成一親密的連結。處理參數可被調整用以支援上述的氧化物的形成與氧化物的擴散。下文中所述的其它步驟可在適當的時候被採用。詳言之，以上所述的某些或所有步驟可在一保護性的氣體氛圍或真空中被實施。

简体摘要：一种复合体具有一由玻璃制成的第一本体部(15)及一机械式连接物(20，60)其被熔化在该第一本体部(15)上且包含铝。 A compound body has a first body part (15) made of glass and a mechanical connection (20, 60) which is melted on the first body part (15) and contains aluminum. 【创作特点】本发明的目的在于提供一复合体其具有一稳固，耐久且真空气密且可抗热冲击且可在一低廉的成本下加以制造的链接，及提供一种用于制造一机械链接的方法，一具有上述特性的复合体可借由此方法被制造出来。此目的是借由本案申请专利范围独立项所载之发明来达成。本案申请专利范围的附属项系有关于本发明的较佳实施例。一在本发明的意涵中的复合体包含至少一第一本体部及一链接物。该链接物亦可被作成在一开口内的挡止件或一管端。该第一本体部是有玻璃制成，该链接物为铝其具有相对纯的形式。该链接物被熔化在该玻璃上。在其最一般的形式中，依据本发明的复合体最好是一整体的、被该链接物所封闭的中空玻璃本体，最好是真空气密式的封闭。铝被发现是一种其氧化物在特定的温度范围内会在玻璃中，特别是在硅酸盐玻璃中，溶解的金属，因此可获得一紧密的机械链接。此一氧化物在硅酸盐玻璃内的可溶解性在其它的金属(Mg，Zn，Cd，In，Tl，Sn，Pb，Sb，Bi，Mn)亦被发现。与后者比较起来，铝是较佳的选择，因为其即使是在一极高的纯度形式下仍是便宜的，因为其是电及热的良好导体，因为其有高的延展性，其在硅酸盐玻璃(软玻璃，硬玻璃像是硼硅酸盐玻璃及铝硅酸盐玻璃，石英玻璃)上的黏着性特别好，因为其在该熔点具有一非常低的蒸气压力，因为其对于大气有抵抗性，因为其可黏在所有市面上的金属上，因为其是无毒性的，因为其具有较佳的处理温度范围且可用软焊剂直接弄湿。由于以上的原因，所以使用相当纯的形式的铝来作为复合体的链接物的材质，虽然其与玻璃，特别是硅酸盐玻璃，比较起来具有一相对高的膨胀系数(铝为26x10 -6 /℃，软玻璃为9x10 -6 /℃，硬玻璃为4x10 -6 /℃，石英玻璃为0.5x10 -6 /℃)。结果显示，热膨胀系数的明显差异可用铝的延展性来加以补偿。铝的延展性只有在铝是以很纯的形式，即，没有被合金化且不能有表面涂层，存在时才能保有所想要的程度。在链接物物质中的铝最好是高于99重量%，更佳的是高于99.9重量%。结果显示该链接物物质的表面上在处理之前有铝氧化物的存在可防止链接物20的铝与本体部15的玻璃之间的一亲密及平面的接触，使得黏着是机械性稳固的且气密的(可防止扩散)而不再是可靠且耐久的真空气密(可防止扩散及压力补偿)。根据本发明，该复合体的制造方法为在链接物20的铝上面的一可能的铝氧化物层在该铝与该链接物内的本体部的玻璃15接触之前会先被去除掉，然后被加热到该链接物20的熔点之上的该铝以其没有氧化物的表面与该玻璃接触。铝就是在此处与玻璃成分起反应，特别是还原玻璃的二氧化硅及将发佈的氧与铝结合形成三氧化二铝。所得到的氧化物然后可扩散到玻璃中并形成一亲密的链接。处理参数可被调整用以支持上述的氧化物的形成与氧化物的扩散。下文中所述的其它步骤可在适当的时候被采用。详言之，以上所述的某些或所有步骤可在一保护性的气体氛围或真空中被实施。

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