玻璃-金屬真空密封接頭對膨脹系數匹配的要求, 決定于接頭形狀、金屬的塑性以及退火方法等。玻璃與金屬間的封接質量決定于金屬氧化物層。金屬氧化物溶解在玻璃內并對金屬產生很強的粘附作用。氧化物層有些是在封接過程中產生的, 有些則是在封接前預先氧化處理形成。封接前, 金屬必須徹底除氣, 否則在接頭的玻璃內會出現氣泡, 造成接頭漏氣。匹配封接要求玻璃和金屬間的膨脹系數值相接近, 設計時應仔細檢查從室溫到玻璃軟化溫度整個區域內的膨脹特性曲線。如圖2所示,玻璃直到退火溫度, 膨脹曲線近似是直線, 然后則明顯增大。純金屬在同樣溫度范圍內幾乎是線性的, 更高溫度時并不明顯增大。對膨脹特性作比較發現,有幾種金屬能和玻璃封接而不會產生很大的應變。例如, 鎢和鉬能和特別研制的硼硅玻璃封接。鎢的膨脹系數是44.5×10^-7℃21(0℃～500℃),能和DW-21玻璃或7720玻璃封接。鉬的膨脹系數是54. 4×10^-7℃21能和DM-305或7052玻璃封接。這種封接限于金屬的絲料或引線, 玻璃處于壓應力狀態。通常總是在引線的封接部位先燒上玻珠使封接容易并避免引線過度氧化。

      玻璃-金屬匹配封接常用的封接材料主要有: 鐵合金(鎳鋼) , 通過改變鎳的含量從35%到65% , 膨脹系數連續地變化, 這樣便能獲得恰好與真空玻璃相匹配的合金。這些合金的膨脹系數在磁轉變點(居里點) 增大, 這更有利于匹配退火溫度下的玻璃為。典型合金的膨脹特性曲線如圖2 所示。鎳鋼內鎳含量少, 膨脹系數變小, 居里點也降低。若要居里點高于400℃, 鎳含量就必須大于44%, 這樣膨脹系數便大于70×10^-7℃21, 這只能和軟玻璃封接。例如,50%N i250%Fe 合金, 膨脹系數約90×10^-7℃21 , 居里點約500℃, 能和DB-401 玻璃或0120 玻璃匹配封接。為了改善接頭的真空密封性, 常常添加少量鉻(0.8%～6%)。封接時生成的氧化鉻溶入玻璃內并牢固地粘附于合金表面。

圖2　幾種玻璃封接合金的膨脹系數-溫度曲線

       通常把42%N i258%Fe 合金絲外包一層重量為18%～28% 高導無氧銅, 稱為杜美絲(Dumet)。銅在氫氣內用銀銅焊料釬焊到合金桿上, 然后拉成絲, 并涂上硼酸鹽。這種絲的軸向膨脹系數為65 ×10^-7℃21, 比鉑組玻璃小, 但由于封接時生成的氧化亞銅與玻璃和銅粘附力強, 而且銅層富有彈性, 所以這種絲能與鉑組玻璃真空封接, 并稱為杜美封接。

       可伐(Kovar)合金為在鎳鋼中添加鈷,或者用鈷部分地代替鎳,使居里點升高,但基本上不影響膨脹系數。這種合金可用來和硬玻璃封接。其基本組成是54%Fe、29%N i 和17%Co,膨脹系數約50×10^-7℃21, 居里點約435℃,能和DM-346或7052玻璃匹配封接。可伐封接前在濕氫氣爐內900℃處理1小時,或1000℃處理30分鐘,封接時在空氣中加熱到850℃,使其表面氧化,然后靠壓力使它與加熱到同樣溫度的玻璃封接在一起,真空密封接頭應是灰白色�？煞ソ宇^允許烘烤到450℃。必須注意接頭在低于200K下的工作,可伐會改變結構,膨脹系數增大。