Соединение керамики с металлами тонкими прослойками стекла - наиболее старый способ получения металлокерамических неразъемных соединений. Вначале для этих целей использовали стекла промышленных марок, эмали или глазури, затем были разработаны специальные составы высоко- и низкотемпературных стеклоприпоев.
По химическому составу стеклоприпои представляют собой смеси окислов металлов, имеющие температурные коэффициенты линейного расширения такие же как у керамики и необходимые температуры размягчения.
Получение металлокерамических соединений стеклоприпоем основывается, с одной стороны, на хорошей адгезии керамики и стеклоприпоя, которая обусловлена тем, что керамика содержит окислы, близкие по свойствам, или те же, что и припой, а с другой стороны, на том, что процессы пайки проводят в таких условиях, когда на металле появляется тонкая пленка окисла, которая способствует хорошему адгезионному сцеплению стеклоприпоя с металлом.
Разновидностями стеклоприпоев являются стеклокристаллические припои (стеклоцементы), которые отличаются от стеклоприпоев тем, что при нагреве до определенной температуры кристаллизуются. При этом существенно повышаются температуры размягчения стеклоприпоя, что позволяет нагревать узлы после пайки почти до той же температуры, что и в процессе пайки.
Для пайки в окислительной среде пригодны стеклоприпои системы Si02 - ZnO - В203 - РЬО, а также припои системы V205 - В203 - ZnO с более высокой температурой эксплуатации.
Для пайки в восстановительной среде стеклоприпои не должны содержать легко- восстанавливающихся окислов металлов, поэтому, как правило, применяют стеклоприпои на базе следующих окислов: Si02, А1203, CaO, MnO, MgO и ВаО.
Получение стеклоприпоев сводится к приготовлению шихты, варке и измельчению стеклообразной массы в порошок. Припои варят в корундовых или платиновых тиглях. После осветления массы жидкий стеклоприпои выливают в холодную воду. Затем гранулы припоя размалывают в спирте в фарфоровых или яшмовых барабанах. Из тонкоизмельченного порошка стеклоприпоя изготовляют припойные кольца путем протягивания, прессования или прокатывания ленты и последующей штамповки.
В некоторых случаях для придания кольцам стеклоприпоя большей механической прочности их спекают при температуре на 200-300°С ниже, чем температура последующей пайки.
Однако чаще всего стеклоприпои используют в виде пастообразных смесей, которые наносят на поверхности сопрягаемых деталей.
При изготовлении узлов наносят 1-2 слоя стеклоприпоя на керамическую и металлическую детали в месте соединения. Затем оплавляют каждый слой в печи. После этого наносят последний тонкий слой стеклоприпоя и без спекания производят сборку по коническим поверхностям.
Собранный узел поступает на окончательную пайку. Под действием сжимающего груза в момент размягчения стеклоприпоя происходит посадка конусных обойм на изолятор с образованием тонкого слоя припоя между металлом и керамикой.
При высокой температуре плавления стеклоприпоев пайку производят в восстановительной или нейтральной среде с использованием манжет из тугоплавких металлов и сплавов, например, вольфрама, молибдена и сплавов вольфрама и молибдена с рением. Последние предпочтительнее, так как обладают более высокой температурой рекристаллизации.