1.一种采用双层玻璃焊料连接透明尖晶石和透明蓝宝石陶瓷的方法,其特征在于:该方法利用玻璃焊料Ⅰ和玻璃焊料Ⅱ分步连接异种陶瓷,制得陶瓷接头;
所述玻璃焊料Ⅰ按照重量百分比计的组成为:La2O3:50‑58%,SiO2:18‑25%,B2O3:12‑
18%,Nb2O5:4‑8%,Ta2O5:2‑8%;所述玻璃焊料Ⅱ的组成是在玻璃焊料Ⅰ成分的基础上添加MgO,添加MgO的量为玻璃焊料Ⅰ重量的4‑8%;
所述采用双层玻璃焊料连接透明尖晶石和透明蓝宝石陶瓷的方法具体包括以下步骤:
(1)材料准备:对尖晶石陶瓷和蓝宝石陶瓷以丙酮为介质进行超声清洗,去除油污,超声时间5‑20min,然后吹干备用;
(2)玻璃焊料制备:按照玻璃焊料Ⅰ和玻璃焊料Ⅱ的化学成分各自称量氧化物原料,均匀混合后采用熔融‑水淬法制备得到玻璃焊料Ⅰ粉体和玻璃焊料Ⅱ粉体;
(3)第一步连接:将玻璃焊料Ⅰ粉体和玻璃焊料Ⅱ粉体分别制成玻璃浆料Ⅰ和玻璃焊料Ⅱ,将玻璃浆料Ⅰ涂覆在蓝宝石陶瓷表面,将玻璃浆料Ⅱ涂覆在尖晶石陶瓷表面,然后放入空气气氛的马弗炉中进行加热和保温处理;保温结束后,快冷至室温;在蓝宝石陶瓷和尖晶石陶瓷表面分别得到玻璃层Ⅰ和玻璃层Ⅱ;
(4)表面处理:分别将蓝宝石和尖晶石陶瓷表面的玻璃层Ⅰ和玻璃层Ⅱ进行磨平,抛光;
(5)第二步连接:按照蓝宝石、玻璃层Ⅰ、玻璃层Ⅱ、尖晶石的顺序进行装配,同时采用放置重物的方式对接头施加一定的压力;将装配好并施加压力的样品放入空气气氛的马弗炉中进行加热和保温处理,加热和保温过程为:以5‑15℃/min升温速度升温至850‑950℃,保温30‑60min;保温结束后,随炉冷却至室温,获得所述蓝宝石/玻璃焊料Ⅰ/玻璃焊料Ⅱ/尖晶石接头,实现了异种陶瓷之间的双层玻璃焊料连接。
2.根据权利要求1所述的采用双层玻璃焊料连接透明尖晶石和透明蓝宝石陶瓷的方法,其特征在于:步骤(2)中,所述熔融‑水淬法过程为:分别将称量好的用于制备玻璃焊料Ⅰ或玻璃焊料Ⅱ的氧化物原料粉体放入球磨罐中,以酒精或去离子水为球磨介质,ZrO2为磨球进行球磨,球磨转速为400‑500转/min,球磨时间为2‑5h;球磨完成后对所得混合粉体进行烘干,烘干后的物料倒入铂金坩埚或刚玉坩埚中,并放入空气气氛的马弗炉中加热至
1500‑1600℃,保温1‑3h后将所得玻璃熔体迅速倒入去离子水中,进而获得玻璃碎块;将玻璃碎块放入玛瑙球磨罐中,以玛瑙为磨球进行球磨,球磨转速为400‑500转/min,球磨时间为2‑5h;球磨完成后所得玻璃碎块和玻璃粉体的混合物,进行筛分分离出玻璃碎块后,将筛分后剩余的玻璃粉体进行烘干,即得到玻璃焊料Ⅰ粉体和玻璃焊料Ⅱ粉体。
3.根据权利要求1所述的采用双层玻璃焊料连接透明尖晶石和透明蓝宝石陶瓷的方法,其特征在于:步骤(3)中,将玻璃焊料Ⅰ粉体和玻璃焊料Ⅱ粉体制成浆料的过程为:分别向玻璃焊料Ⅰ粉体或玻璃焊料Ⅱ粉体中加入占玻璃粉体重量3‑6%的无水乙醇和3‑5%的乙基纤维素,然后用玻璃棒快速搅拌使其混合均匀,得到玻璃浆料Ⅰ和玻璃浆料Ⅱ。
4.根据权利要求1所述的采用双层玻璃焊料连接透明尖晶石和透明蓝宝石陶瓷的方法,其特征在于:步骤(3)中,加热和保温过程为:以10‑20℃/min升温至1350‑1450℃,保温
10‑30min;为抑制玻璃晶化,快冷过程要求冷却速度高于40℃/min,所述快冷过程为向马弗炉中通入惰性气体或直接把样品从炉中取出,在空气中冷却。
5.根据权利要求1所述的采用双层玻璃焊料连接透明尖晶石和透明蓝宝石陶瓷的方法,其特征在于:步骤(4)中,采用研磨液进行磨平,所述研磨液是将直径为7‑14μm的刚玉粉末加入水中获得;采用抛光液进行抛光,所述抛光液是将直径为0.65‑0.95μm的氧化铈粉末加入水中获得;磨平和抛光过程中,控制透明陶瓷表面玻璃层厚度在20‑50μm。
6.根据权利要求1所述的采用双层玻璃焊料连接透明尖晶石和透明蓝宝石陶瓷的方法,其特征在于:步骤(5)中,对焊接接头施加的压力为0.5‑3KPa。