Стекло Советский патент 1982 года по МПК C03C3/12 

Изобретение относится к составам г, легкоплавких стекол, применяемых в качестве неорганического противоокиолитёльного и изолирующего диэлектрического покрытия для сурьмяных или Других электродов, коэффициент термического расширения (КТР) материалов которых близок к сурьме ot2 97,7 х X , а также пригодных для использования в размягченном и жидком состоянии-в качестве неорганических клеев для спаивания сурьмы и других, близких к ней по КТР, материалов, со стеклом и керамикой, и может -быть использовано в электронике, технологии электровакуумных материалов и дургих областях техники.

Известно значительное количество составов стекол, имеющих подобное или близкое значение КТР,которые могут быть использованы как припоечные стекла или стекловидные покрытия, по сурьме или же другим металлам и сплавам в указанных отраслях техники. Большинство из них харакргеризуется температурой начала размягчения 366-580°С и выше и температурой спаивания 400-800°С.

Одним из важных требований к стеклу, используемому для защитных покрыт

тий по сурьме, является способность стекла давать на поверхности Sb сплошное однородное покрытие при сравнительно низких температурах (Т,пл. ,5°C) и малых экспозициях, позволяющих исключить скольконибудь заметное окисление поверхности сурьмы, а также, рекристаллизацию ее, что ведет к определенному изме10нению структуры и электрофизических свойств сурьмяного электроду, а-следовательно, и его измерительной функции . .

Существует несколько способов

15 нанесений стекловидных-покрытий на поверхность металлической или полупроводниковой ПРОВОЛОКИ осаждение на ее поверхности смеси сырьевых компонентов с последующей термообработ20кой этой смеси вплоть- до образования стекловидного слоя: нанесение на поверхность электрода порошка заранее сваренного стекла с последукадей его термообработкой для растекания стек-.

25 ла и образования сплошного слоя, протягивание электрода через слой расплавленного стекла,

Очевидно, последний способ наиболее рационален, поскольку длительность

30 фо мирования изолирующего покрытия на сурьме,и пузырчатость его минима ны, а однородность покрытия по толщ не и по свойствам вполне приемлемы Стекло, применяемое при таком спос бе, должно обладать целым комплексо свойств: быть текучим при 600-бЗО С хорошо адгезировать за корот1сий про ,межуток времени к сурьме, не давать пузырей за счет частичного взаймодействия с сурьмой, не кристаллизоваться в ходе нанесения покрытия на электрод и последующего отжига его Известно стекло следунхцего состава, мас.%: Na-iO 0,5-6, КяО 4-9, MgO 0-1, PbO 30-36, SiO, 40-50, SbnOa 0-2, AljOa 0,5-5, BaO 0-1, Jr 03l-7, CdO 0,5-3 rn. Это стекло имеет КТР 9710 К и температуру начала размягчения 643°С. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигае, мому результату является стекло следующего состава, мас.%: 1, 2,1, РЬО 76,5-77,0, ЗЮл 5,8-6,0, .j 14,, 1-15,1, NajAIFf, 0,8-1 или NaiSiF, -0,8-1,0, или CaFo 0,75-1,0 КТР этого стекла (89,1-91) - температура начала размягчения 305 310°С 12. Однако известные стекла не обес печивают возможности нанесения покрытий на сурьму из расплава при температуре, не превышающей темпера туру плавления сурьмы. Целью изобретения является обес печение возможности нанесения покры тий на сурьму из расплава при температуре, не превышающей температу ру плавления сурьмы. Поставленная цель достигается тем, что стекло, включащее РЬО, SiO, , Na20, или , , или CaF, дополнительно содержит при следующем соотношении ингредиентов, мас.%: РЬО 75,0-77,0, SiO 5,6-5,9, В20з13,, NaaO 0,5-2,0, , 1,01,5 или 1,5-2, или CaFn 0, 1,0, Li2.0 1 ,0-2,0. В табл.1 приведены конкретные составы предлагаемого стекла. Свойства предлагаемого стекла представлены в табл.2. Для получения легкоплавкого стекла была подготовлена шихта. Шихта тщательно перемешивалась в барабанном смесителе в течение 30 мин, затем плавилась в корундизовом тигле при 1200°С в течение 4560 мин в силитовой печи, после чего следовали отливка расплава на металлическую подставку, отжиг и определенЕ е свойств стекла по типовым методикам . Нанесение изолирующего покрытия из синтезированных стекол на сурьмяный электрод (в виде проволоки) осуществлялось следующим образом. . В кварцевую трубочку набивалось раздробленное .стекло, затем трубочка помещалась в миниатюрную электропечь. Стекло нагревалось до 620°С, превращаясь при этом в маловязкий . расплав, через который потом в течение 2-3 мин протягивалась сурьмяная проволока. Образовавшееся из расплава покрытие имело, толщину (1-3) . Проволока с покрытием отжигалась при 280-300°С, шлифовалась с торца и использовалась затем как сравнительный электрод в датчиках окислительно-восстановительного потенциала, используемых для контроля влажности воздуха в ткацких цехах. Раньше изолирующее покрытие на электроды таких датчиков наносилось из эпоксидных смол. Однако подобные покрытия имели меньшую диэлектрическую проницаемость, чувствительность датчика со временем менялась, а стерилизация электродов в хромовой смеси или кипячением приводила к разрушению изолирующего покрытия из смол, к необходимости его повторного нанесения и повторной калибровки датчиков . Замена эпоксидных смол легкоплавкими стеклами позволяет резко увеличить срок службы датчиков при сохранеНИИ калибровочных парам етров,повысить чувствительность датчиков,а также безбоязненно стерилизовать их горячим и холодным способами. Апробирование датчиков с изолирующими покрытиями на сурьмяных электродах изЪред- лагаемого стекла в ЦНИЛ и лаборатории кафедры микробиологии Ивановского государственного медицинского института подтверждает надежность показаний во времени и длительную службу .их при сохранении калибровочных постоянных. Таблица 1

7675 77 76,27777 5,9 5,6 5,95,75,95,9 76,2 5,7 Температура .начала размягчения,°С 300 305 290 Температура спаивания порошковым м.етодом, 380 390 365 Температура нанесения изолирующего покрытия методом протягивания проволоки через расплав , с 620 620 620 Плотность, кг/м 4820 4600 4850 Коэффициент термического расширения dl- 10к 99,8 94,6 98,3 Выщелачиваемость в хромовой смеси, кг/м-сМО 8,33 8,08 8,33 Кристаллизационная способность при температуре нанесения покрытия за 30 мин () Отсутствие п

Очень хорошая

Адгезия к сурьме

Продолжение табл, 1

Хорошая 300 300 290 - 300 370 380 365 370 620 620 620 620 080 5100 4850 5080 6,3 96,8 98,3 96,3 8,88 8,33 8,33 8,88 9,1 Слабая знаков кристаллизации опалесценция

Формула изобретения

Стекло, включающее РЬО, SiOiZf , NajO, ЫазА1Р(,или , , или СаРя,- о т, л и чающееся тем, что, с целью обеспечения всэзможности нанесения покрытий на сурьму из расплава при температуре, не превышающей температурку плавления сурьмы/ оно дополнительно содержит Li, при слег дукицем соотношенииингредиентов.

мас.%; РЬО 75,0-77,0, SiOg 5,6-5,9,

13,1-15,6, 0,5-2,0, 13,1-15,6, Na-iO 0,5-2,0, , 1,0-1,5 илй Ыаг31Р( 1,з

Na

F(, 1,0-1,5 илй Ыаг31Р( 1,5-2,0 или- СаРа 0,8-1,0, ЬЦб П,0-2,0.

Источники информсщии, принятые во внимание при экспертизе

(прототип).