Легкоплавкое стекло Советский патент 1982 года по МПК C03C3/10 C03C3/14 

1

Изобретение относится к составам пегкоппавких стекол, используемых в качестве изолирующих покрытий по вопь4 рамовым, молибденовым электродам в . датчиках окислительно-восстановительного потенциала жидких сред, а также в электронике, технологии электровакуумных материалов, технологии керамики и других областях техники, где подобные стекла применяются как припоечные ма териалы, неорганические клея, глазури, цветные эмали для маркировки изделий из металлов, полупроводников, керамшси, протявоокислительные и запштнью по1ФЫТИЯ для металлов и сплавов, коэффшшент линейного термического расширения (КЛТР) которых лежит в пределах (45-65) Ю К

1

Известно легкоплавкое стекло следу слцего состава, вес. %:

S-IO 15-55

,,0,1-0,6

ВаОг0,8-6

PbO30-65

Nai O2-6

404-9

ZnOO-6

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и Достигаемому результату является стекло С 2 следующего состава, вес. %:

SiOQ 7-14

БГ ОЗ18-32

to

ZnO34-46

Pt D11-29

СиО8-16 2

КЛТР этого стекла в области от О 5 до 425Рс лежит в пределах (45-65)л , а температура начала раз мягчения равна 550-600 С.

Однако эти стекла тфигодные в технопогтаз электровакуумных материалов, не могут быть применены при кзготовле явв медшшнского оборудования, где пегкоплавкве стекла могут быть исхюпьзоваяы в качестве клеев ддя соедзнвнвя вольфрамовых, молибденовых и других электродов с тугоплавкими стеклами, а также в качестве гермётиков и изопи руюпшх покрытий по этим и другим металлам и сплавам, применяемым, например, как сравнительные электроды с ком пенсирующей поправкой на рН в датчика окислительно-восстановительного потенциала жидких сред. OcHOBHbiM недостатком указанных сте кол является относзЕРгепьнр высокая температура начала размягчения, что в слу чае иотользования его в качестве клеев приводит к нежелательным деформациям при повышенных температурах других стекол, используемых в конструкциях ме дюхинскнх прибфов, к пористости и недостаточной прочности спаев. Креме того, они обладают довольно высокой крис таллизационной способностью, что ухудшает адгезию стекла, к металлу, однород ность покрытия и общее качество спая. Целью изобретения является снижени температуры начала размягчения и крис таллизационной способности. Цель достигается тем, чгго стекло, включающее 3i 0,2 , BrOj , РЪО , 2пО Си О , дополнительно содержит и Со О при следующем соотношении компо,нентов, мае. %: SiOtj15-20 64.02,30-5О Р-ЬО30-42 ZnO2-3 СиО1.Иг NaqiO1.. СоО1 з Для получения стекла готовят шихтУ из окиси свинца (х.ч.) борного ангидрида (х.4.), безводной кремнекисяоты (х.ч соды {х.4.), .ОКИСИ меди (х.ч.), окиси шшка (х,ч.), закиси кобальта (х.ч.). Шихту тщательно перемешивают в барабанном смесителе в течение ЗО мин, затем плавят в корундовом тигле при 1250-1300°С в силитовой печи в тече ние 1 ч, после чего отливают расплав на металлическую подставку, отжигают от температуры 420-45О®С до комнатной. В табл. 1 представлены составы гфедлагаемых стекси. В табл. 2 представлены фиаико-хйми ческие свойства стекол. Нанесение изолирующего покрытия из синтезировашОзЕХ стекой на вольфрамовые jj и молибденов1)1е электроды (в виде проволоки) осуществлялось двумя способами - порошковым и Из расплава. В первом случае отоженные кусочки стекол указанных составов измельчались сначала в ступке Абиха, затем в агатовой ступке до прохождения порошка через сито 0063 (10000 Ьтв,/см2), после чего прошедшая фракция дополнительно подвергалась микронизации в утштразвуковом диспергаторе УЗДН-1 УЧ2. Из полученного дисперсного продукта вьщелялась фракция размером порядка 1 мкм с помошью метода седиментационного анализа. На основе этой фракции готовились пасты, в них окунались молибденовая или всхпьфрамрвая проволоки, которые затем в подвешенном состоянии помещались в муфельную печь, нагревались до температуры 720-840 0 и выдерживались при ,этих температурах в течение получаса, после чего в другой печи осуществлялся отжиг остеклованных проволок при температурах 450-48О°С с последующим охлаждением до комнатной температуры. Получение стекловидных покрытий из расплава осуществлялось следующим образом. В кварцевую трубочку набивалось из- , мельченное стекло, затем трубочка помещалась в миниатюрную электропечь, разогретую до температур 102О-1О50°С. Стекло при этом превращалось в сравнительно низковязкий расплав, через который в тёчение 2-3 мин протягивалась вольфрамовая или молибденовая провопок4. За этот период на проволоке формировавлось однородное стекловидное покрытие толщиной до 0,1 мм. Затем следовал отжиг от температуры 45О-480°С до комнатной температуры. Проволоки потом шлифовались с торцов и использовались как сравнительный электрод в датчиках окислительно-восстановительного потенциала различных микробиологических систем. Апробирование таких датчиков показало увеличение их чувствительности в 1,2-1,3 раза по сравнению с применявшимися до сих пор аналогичными датчиками, имеющими эпоксидные покрытия на электродах, резкое увеличение срска их службы при сохранении калибровочных параметров а также выявило возможность многократной и безбоязненной их стерипизашш горячим п холодным способами.

Компоненты, мае. %

Таблица

Составы

23

6

Температура начала размягчения, °С

460 475 483 485 490 495

Температура нанесения

покрытия порсликовым

способом, °С720 740 780 780 820 1О2О 1ОЗО 1О40 1О4О 1050 . 1О5О КЛТР, d-lO к 65,1 62,6 54,4 59,5 Плотность, кг/м 3460 ЗЗОО 319О 3120 Кристаллизационная способность Отсутст1в(ие признаков, кри при 490-840 С в течение 1 ч Химическая стойкость Е действию хромовой смеси кг/м-сек-10 4,7 4,2 4,1 4,0 Адгезия к металлу, керамике

.Таблицй 2

55О-600

900-950

840 Высокая 45-65 . 47,3 52,1 44ОО-48ОО 760 2790 л изятщи крсссхелррт-ояния5,6-7,1 1,7 2,8 Хорошая 794 Формула изобретения Лепйлшавкое стекло, вюпочающее 5iO . В ОЗРЪО rino ,соо 7 отличающееся тем, tjro, с л 1 т Тт т / «т .. . А. целью снижения температуры ваяала размягчения и крзасталгшзадионной способности, оно допошштейьно содерякит и СоО при следующем соотношеВИИ ксыпонентов, мае. %: I д 15-20 °в9186 РЪО30-42 Сио C.UO NaqOlit СоО Источники ннфо1ни:а1ции, 1:ранятые во внимание при экспертизе 1. Патент Японии М 49-36808, ю кп. 21 А 296, опубпик. 1974. 2.Патент США № ЗО8883 3, - 106-49,опублик. 1960 (протоотп).