近年来,玻璃和金属以及微晶玻璃和金属封接技术发展迅猛,在复杂微小的电子电器元件、高温固体氧化燃料电池(SOFC),生物医用钛合金的封接以及一些金属部件的防护都得到广泛应用。众所周知,封接玻璃的绝缘性、热膨胀系数、化学稳定性对燃料电池的长期稳定性起着至关重要的作用。然而,对于元件间的应力研究还不完善,尤其是国内的相关研究相对缺乏。此类研究主要是通过建立数学模型,进行有限元分析并结合实验结果进行综合分析,因此难度较大。本文立足于平板式封接,通过ANSYS软件进行数值分析,找出应力应变的变化规律,求解工作状态下的温度场和应力场,进而获得具有指导意义的封接工艺参数。设计添加不同元素如Co、Fe等,制备含铋的低温硼硅系封接玻璃,并对封接玻璃的热性能进行研究。结果表明,通过添加Fe203、C0203等铁系氧化物,加强了原有的B-O 网络结构,降低热膨胀系数；然而,随添加量进一步增加,热膨胀系数也会提高,例如6%mol Fe203的热膨胀系数比基础玻璃更高。铁系氧化物的添加促进了玻璃网络的[BO3]结构向[B04]转变。长期热处理的相结果表明,Fe203的添加促进玻璃的析晶过程,析出电磁相ZnFe203等,可望应用在电子元器件的封接。另外,含有Fe203的玻璃,其润湿性能好,能够与304不锈钢形成良好的封接。基于平板式SOFC的有限元分析表明,最佳的封接厚度是封接玻璃与不锈钢基体的厚度比较接近,此时工作温度下产生的应力最小。另外,本文也首次分析了不同热膨胀系数的玻璃与不锈钢封接件在50次热循环后,封接界面的应力分布情况,以及应力的矢量和位移的大小,为确定最佳的封接工艺参数,例如封接玻璃厚度,封接温度等提供宝贵的依据。