封接玻璃与金属气密熔封机理

玻璃能与金属气密封接，是由于封接时要求在金属表面首先形成一定厚度的低价氧化物。这 种低价氧化物具有两个特点：一是与母体金属的结合力强，本身坚实致密；二是其组成获得与玻

璃分子相接近的性质。这样，熔封时金属氧化物易于逐渐熔人玻璃中，而玻璃中的氧化物也易于 熔入金属的氧化物中，从而在金属氧化物和玻璃之间的界面处形成一个熔封层，从而获得良好的

封接。

金属氧化物层的厚度对封接件的强度有一定的影响。若氧化层过薄，熔封时的黏结熔封层亦 就很薄，则封接强度低；若氧化层过厚，它本身就易从母体脱裂，黏附力差，在封接后某些氧化 物未被玻璃润湿，封接件易产生漏气，影响气密性。氧化层的厚度可通过氧化增重方法来测量。 在生产中，可通过封接界面处所呈现的颜色来判断合适的厚度和氧化物构成（控制氧化的温度和 时间）。要求封接界面处的颜色光亮而又易变。

例如铜和玻璃封接处，如颜色未变，则表明封接处是铜而非其氧化物，封接不良；如出现黑 色表明为高价氧化物（CuO)，它们的润湿情况均不好，会产生漏气；如果出现砖红色则为低价 氧化物（Cu₂0)，封接质量良好。这里需指出的是，对于相同的玻璃和金属的熔封，在不同的封 接件中会呈现不同的颜色，如良好的铜和玻璃封接界面处的颜色，有櫻红色、砖红色和金黄色 等。之所以有这些不同的颜色出现，是因为铜氧化的程度不同以及封接后继续加热的温度和时间 不同，以致氧化亚铜（Cu₂0)在玻璃中溶解的程度也就不同。

对于铂和玻璃的封接，研究表明，在铂的表面有非常薄的低价氧化膜，在与玻璃封接的界面 处发生氧原子的浸透，生成强的化学键；从而达到小的润湿角，获得良好的气密封接。对于钨和 玻璃的“不氧化”封接，能达到气密仍旧要依靠在钨表面很薄的低价氧化膜（在10^—3Pa的真空 中，加热时钨仍会被氧化），其道理和铂的一样。当然，由于氧化膜很薄，封接强度将降低，故 此“不氧化”封接一般适用于针封结构。