[发明专利]利用至少部分结晶的玻璃制造的接合件及其制造方法

说明书

本发明涉及一种利用至少部分结晶的玻璃制造的接合件，例如金属‑玻璃接合件，特别是用于馈通元件或连接元件中的金属‑玻璃接合件，以及用于制造特别是用于馈通元件或连接元件中的这种接合件的方法，其中所述至少部分结晶的玻璃包含至少一个晶相和孔，所述孔以结构化方式分布在所述至少部分结晶的玻璃中。

技术领域

本发明涉及一种利用至少部分结晶的玻璃制造的接合件，例如金属-玻璃接合件，特 别是用于馈通元件或连接元件中的金属-玻璃接合件，以及涉及一种制造特别是用于馈通元件 或连接元件中的这种接合件的方法。

背景技术

为了制造用于电导体的馈通件，已知的是，将陶瓷材料布置在例如金属载体结构内， 其中，该陶瓷材料保持所述导体。

DE 100 16 416 A1公开了一种火花塞及其制造方法，其中，由绝缘体和玻璃陶瓷烧蚀 电阻环绕中心螺柱。熔融电阻形式的玻璃陶瓷烧蚀电阻通过玻璃陶瓷焊料连接到火花塞的相 邻金属部件。

美国专利5,820,989描述了一种用于金属的气密密封件的玻璃陶瓷组合物，所述气密 密封件例如用于气体传感器。所用的玻璃陶瓷材料中的SiO₂含量按重量计大于65％，并且该 材料还包括碱，这通常导致玻璃陶瓷材料中玻璃的含量高，使其仅在高温下作为绝缘材料， 限制了可用性。

美国专利2014/0360729描述了一种用于海底装置的馈通件，其中玻璃或玻璃陶瓷材 料用于将电源线紧紧地保持在电动机装置上，以便抵抗环境影响。

DE 10 2014 218 983 A1描述了一种用于恶劣操作条件下的馈通元件，其包括电绝缘固 定材料，该固定材料可以是可结晶玻璃。如本申请中所述，已知玻璃是非晶材料，其中微晶 是不合需要的。然而，在本申请中还明确指出，非晶玻璃材料也适合作为玻璃陶瓷材料，并 且其中规定的操作温度范围是260℃和350℃。在该文献中没有公开可结晶玻璃的孔或孔隙度。

DE 10 2012 206 266 B3描述了一种不含钡和锶的玻璃质或玻璃陶瓷连接材料及其用 途。未提及在该材料中是否存在孔隙，而且也没有提及孔隙是否以结构化方式排列。

美国专利3,825,468 B公开了一种烧结玻璃陶瓷及其制造方法，该烧结玻璃陶瓷在烧结 过程后可能有残留的孔。该烧结玻璃陶瓷包括不同熔点的晶体，并且在烧结温度期间表面附 近的晶体部分熔化，其目的是获得闭口孔隙度。然而，在该温度处理中旨在保留烧结陶瓷体 的基本晶体结构。因此，获得了部分熔融的烧结体，其具有烧结过程本身所产生的孔。然而， 这里实现的是晶体晶界的玻璃相的部分熔融，这对于烧结体是非常典型的并且在烧结组合物 中不表现出完全熔融的玻璃相的机械稳定性。此外，为了形成陶瓷相，首先在两阶段热处理 中采用成核温度，这导致形成结晶核，随后在升高的温度下诱导基于这些结晶核的晶体生长。

DE 10 2006 027 307 A1公开了一种烧结陶瓷及其制造方法。该烧结玻璃陶瓷未公开孔 或孔隙度。

对于许多应用，例如在恶劣环境中或在具有高压和温度负载的环境中，机械强度非常 重要，以例如尽可能可靠地防止连接材料的破裂。此外，还存在其他应用，其中接合件，特 别是陶瓷或金属-玻璃接合件的耐温性是至关重要的。根据所预期的应用，温度可能要求：耐 高温超过1000℃并且在许多情况下甚至高达1200℃或更高。

发明内容

本发明的一个目的是提高可结晶或结晶玻璃、这种玻璃和外壳材料之间的接合件(例 如，形式为金属-玻璃接合件)、和馈通件(例如，包含金属-玻璃接合件的馈通件)的机械性 能以及优选其热性能。

该目的通过独立权利要求的主题以非常令人惊讶的方式实现。在独立权利要求中指定 了其他优选实施例。

本发明人非常惊讶地发现，如果部分结晶的玻璃中存在孔，则可以实现其机械性能(例 如断裂和弯曲强度)的提高。