高温真空集热管是槽式太阳能热发电站中的核心部件，玻璃与金属封接失效一直是高温真空集热管中出现的最主要问题，如何获得耐高温、高气密性和高可靠性的玻璃与金属封接是集热管制作中的技术难点。本文以集热管的结构设计和制作为研究内容，针对集热管制作中最为关键的玻璃与金属封接工艺、封接结构设计和封接残余应力形成机理及集热管性能等方面展开了理论与实验研究，成功研制出了实验室级高温真空集热管，并通过了相关质量测试，为集热管的产品化提供了理论分析和技术指导。　　 根据集热管中玻璃与金属的封接要求，本文提出采用高频电磁感应加热进行集热管中玻璃与金属封接的方案和工艺方法。自行设计和搭建了玻璃与金属封接实验台，通过精确控制玻璃与金属封接的工艺参数，实现了集热管中玻璃与金属管式双面封接，克服了手工封接和车床操作需要依靠经验来控制封接质量的不足，为今后实现自动化大规模生产打下基础。　　 在对封接界面的微观结构、封接强度、气密性及耐高温真空排气性能等进行相关质量测试的基础上，优化了金属预氧化和封接工艺，并成功研制出了集热管样管。真空测量和热冲击实验结果表明该样管气密性良好，热稳定性高，能够经受高温真空排气考验，该玻璃与金属封接技术能够满足高温真空集热管的制作工艺和使用要求。　　 分别采用薄壳理论和ANSYS有限元软件进行了玻璃与金属封接应力的分析和模拟，并通过偏振光方法测量了封接残余应力，测量结果与理论分析结果一致，结果表明危险的轴向拉应力发生在封接界面和封接处附近的玻璃管外壁面上，而较大的周向应力仅发生在玻璃与金属封接界面处，验证了理论分析进行封接结构设计和优化的可行性。通过有限元分析，获得了封接材料物性、结构参数及瞬态温度变化对封接应力的影响规律，对集热管中玻璃与金属封接结构进行了优化。　　 为了消除或减少玻璃与金属封接件中的残存应力，提高集热管的封接强度，基于玻璃应力松弛和结构松弛的退火理论，分析和揭示了玻璃与金属封接残余应力形成机理。研究表明，玻璃与金属在转变温度范围的膨胀曲线是指导和优化退火工艺的重要依据。针对实验中的硼硅玻璃和可伐合金封接，结合退火机理、瞬态数值模拟和退火实验，提出采用玻璃转变温度作为退火工艺的控制参数，优化了降温工艺过程，大幅提高了生产效率。