Стекло для стеклокристаллического цемента

 

Стекло для стеклокристаллического цемента рекомендуется использовать в приборостроении и радиоэлектронной промышленности для спаев с лангаситом (La2Ga5SiO14) в производстве высокотемпературных резонаторов. Стекло включает компоненты при следующем соотношении, маc. %: SiO2 30,5-35,5; В2Оз 6,5-7,5; А12Оз 7,0-8,0; BaO 28,5-30,5; ZnO 20,5-22,0; МgО 0,5-1,5; CdO 0,5-1,5. Температурный коэффициент линейного расширения стеклокристаллического цемента 5010-7К-1, температура кристаллизации и спаивания 820-850oС, температура деформации 1050oС. 1 табл.

Изобретение относится к составам стекол для стеклокристаллического цемента (ситаллоцемент), предназначенного для спаев, пассивации и герметизации микросборок, узлов и корпусов приборов в радиоэлектронной промышленности и приборостроении. В частности в производстве высокотемпературных резонаторов из лангасита.

Лангасит - лантаногалиевый силикат La2Ga5SiO14 характеризуется высокой температурой плавления ~ 1470oС, не претерпевает фазовых превращений при нагревании и имеет температурный коэффициент линейного расширения 5010-7К-1. Благодаря высокой температуре плавления лангасита резонаторы на его основе могут работать в условиях очень высоких температур при сохранении стабильности характеристических параметров. Диапазон значений рабочей температуры резонатора определяется также и материалом, которым спаиваются и герметизируются элементы резонатора, т.е. ситаллоцементом. Чем выше температура деформацииситаллоцемента, тем выше и рабочая температура резонатора. Для создания прочного, герметичного высокотемпературного спая необходимо, чтобы ситаллоцемент имел ТКЛР, согласованный с ТКЛР лангасита, высокую температуру кристаллизации (формирования кристаллической фазы) и высокую температуру деформации.

Известно стекло для изготовления стеклокристаллического цемента [1], включающее, мас.%: SiO2 47,0-58,0; Al2O3 15,0-22,0; TiO2 6,0-12,0; SrO/ или ВаО 3,0-25,0; один из компонентов из группы: CeO2 0,01-0,5; ZrO2 0,5-3,0; ZrO 0,5-3,0. Недостатком стекла является низкий ТКЛР 38-3910-7К-1, не согласующийся с ТКЛР лангасита, что не позволяет использовать его для создания прочного спая с лангаситом.

Наиболее близким к предлагаемому стеклу по технической сущности и достигаемому результату является стекло для стеклокристаллического цемента, содержащее, мас. %: SiO2 18,0-20,5; В2О3 25,5-29,0; ВаО 22,5-27,0; Аl2О3 1,5-3,5; ZnO 24,0-26,0; MnO 1,0-3,0 [2]. ТКЛР стеклокристаллического цемента 55-5710-7К-1, температура кристаллизации 740-760oС. Стеклокристаллический цемент образует прочный спай с керамической подложкой, однако плохо смачивает лангасит, что приводит к плохому сцеплению с ним, следовательно, к низкой адгезионной прочности спая.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является снижение ТКЛР стеклокристаллического цемента, повышение температуры кристаллизации и, следовательно, температуры деформации с целью достижения хорошей адгезии с лангаситом и повышения рабочей температуры резонатора.

Для решения поставленной задачи предлагается стекло для стеклокристаллического цемента, включающее SiО2, Аl2О3, В2О3, BaO, ZnO, MgO, CdO, которое содержит указанные компоненты при следующем соотношении, мас. %: SiО2 30,5-35,5; Аl2О3 7,0-8,0; В2Оз 6,5-7,5; BaO 28,5-30,5; ZnO 20,5-22,0; MgO 0,5-1,5; CdO 0,5-1,5.

Количественное сочетание указанных компонентов в предлагаемом составе стекла для стеклокристаллического цемента позволяет получить высокотемпературный спай с лангаситом и создать новый тип высокотемпературного резонатора, расширить диапазон его рабочей температуры при обеспечении стабильности характеристических параметров.

Из источников литературы не известно стекло, образующее спай с лангаситом при данном сочетании компонентов, и нами предлагается впервые.

Варку стекла осуществляют в газовой пламенной печи при температуре 1450oС.

В качестве сырьевых материалов для приготовления шихты используют песок кварцевый, глинозем, борную кислоту, барий углекислый, магний углекислый, оксиды цинка и кадмия.

Готовую стекломассу выливают на воду для получения стеклогранулята, который затем измельчают в порошок с удельной поверхностью 5000-6000 см2/г.

Из стеклопорошка готовят водную суспензию сметанообразной консистенции и наносят на поверхность лангасита.

Стеклокристаллический цемент для спая с лангаситом получают путем кристаллизации стеклопорошка. Термообработку осуществляют в электрической печи при температуре 820-850oС. Время выдержки при максимальной температуре 15-20 мин. В этом интервале температур стеклопорошок оплавляется, смачивает поверхность лангасита, а затем кристаллизуется с образованием прочного спая с последним.

Конкретные примеры стекла для стеклокристаллического цемента и их свойства приведены в таблице. Для сравнения даны составы и свойства стекла - прототипа.

Как видно из таблицы, стеклокристаллический цемент на основе предлагаемого стекла хорошо согласуется по ТКЛР с лангаситом, имеет хорошую адгезию, что обеспечивает образование прочного спая этих материалов. Температура кристаллизации выше, чем у прототипа, что позволяет получить спай при более высокой температуре. Высокая температура деформации стеклокристаллического цемента дает возможность расширить интервал рабочей температуры резонатора практически до 1000oС.

Указанные преимущества стеклокристаллического цемента позволяют создать новый тип высокотемпературного резонатора на основе лангасита.

Составы, находящиеся за пределами заявляемой области, не пригодны для использования в этих целях, так как кристаллизуются при более низких температурах и имеют ТКЛР, не согласованный с ТКЛР лангасита.

Источники информации 1. А.с. СССР 948921 МПК3 С 03 С 3/22, опубл. 07.08.82. Бюл. 29.

2. А. с. СССР 1143711 МПК4 С 03 С 10/06, опубл. 07.03.85. Бюл. 9 (прототип).

Формула изобретения

Стекло для стеклокристаллического цемента, включающее SiO2, B203, Аl2О3, BaO, ZnO, отличающееся тем, что оно содержит МgО и CdO при следующем соотношении компонентов, маc.%: SiO2 - 30,5-35,5 В2O3 - 6,5-7,5 Аl2О3 - 7,0-8,0 BaO - 28,5-30,5 ZnO - 20,5-22,0 МgО - 0,5-1,5 CdO - 0,5-1,5к

РИСУНКИ

Рисунок 1

Другие изменения, связанные с зарегистрированными изобретениями

Изменения:
Публикацию о досрочном прекращении действия патента на изобретение считать недействительной

Номер и год публикации бюллетеня: 11-2005

Извещение опубликовано: 20.06.2005        БИ: 17/2005



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к стекольной промышленности, в частности к составу декоративных многоцветных стекол, которые могут быть использованы для производства облицовочных и художественных изделий

Изобретение относится к технологии керамических материалов, в частности к стеклокерамике на основе корунда, и может быть использовано при изготовлении экологически чистых конструкционных изделий, применяемых в машиностроительной, пищевой, строительной отраслях промышленности

Изобретение относится к области производства строительных материалов и товаров народного потребления, преимущественно стеклокристаллических, и может быть использовано для получения ситаллов и каменного литья с глянцевой огненно-полированной поверхностью и повышенной химической стойкостью

Изобретение относится к составам кристаллизующихся стекол, предназначенных для диэлектрической изоляции активных элементов кремниевых интегральных схем и создания структур типа кремний-на-изоляторе (КНИ) и кремниевых структур с диэлектрической изоляцией (КСДИ)

Изобретение относится к составам стекол для ситаллоцементов, использующимся при изготовлении межслойной изоляции в толстопленочных многоуровневых МДМ-структурах, совместимых с прецизионными резисторами на основе соединений рутения

Изобретение относится к составу шихты для получения шлакоситалла пироксенового состава, предназначенного для использования в химической, металлургической, горнорудной промышленности, строительстве

Изобретение относится к технологии силикатов, а именно к составам шлакоситаллов, которые могут найти применение в качестве строительного материала
Изобретение относится к строительным материалам, а более конкретно к способу получения стекломатериалов из золошлаковых отходов, которые могут быть также широко использованы в химической, радиоэлектронной и других отраслях

Изобретение относится к производству облицовочных и художественно - декоративных материалов для отделочных и оформительских работ
Изобретение относится к переработке промышленных отходов, в частности шлаков металлургического производства в пенокерамику со структурой волластонита для строительной индустрии при производстве фильтрующих материалов
Изобретение относится к области создания декоративных стеклокристаллических материалов на основе отходов металлургической промышленности
Изобретение относится к переработке нерудного сырья, в частности вермикулита, в стеклокристаллические материалы, которые могут быть использованы в стройиндустрии, а также в алюминиевой промышленности в качестве огнеупорных материалов для футеровки ванн электролизеров
Изобретение относится к области создания цветных стеклокристаллических материалов на основе природного, технического сырья и шлакового отхода
Изобретение относится к области ресурсосберегающих технологий, а именно к технологии шлакоситаллов, используемых в строительной, химической промышленности
Изобретение относится к способам получения стеклокристаллического материала, включающее просев золы, образующейся после сжигания твердых бытовых отходов, дозировку, смешение с щелоче- и кремнеземсодержащими компонентами, тепловую обработку до образования стекломассы, формование изделий и отжиг, отличающееся тем, что стекломассу получают из шихты, содержащей до 70% золы, кремнеземсодержащий компонент 20-40%, щелочесодержащий компонент до 20%

Изобретение относится к производству стеклокристаллических материалов и каменного литья и может быть использовано в производстве декоративных, облицовочных материалов и художественных изделий
Изобретение относится к производству художественных изделий и строительных материалов
Изобретение относится к составам декоративно-облицовочных материалов, которые могут быть использованы в строительстве. Техническим результатом изобретения является повышение морозостойкости изделий. Шихта для получения декоративно-облицовочного материала включает измельченное стекло, молотый природный вулканический шлак, каолин и буру при следующем соотношении компонентов, мас. %: измельченное стекло - 56,0-69,0; молотый природный вулканический шлак - 25,0-35,0; каолин - 3,0-7,0; бура - 2,0-3,0. 1 табл.

Изобретение относится к искусственным плавленым силикатным керамическим материалам, в частности к составам каменного литья, и предназначено для изготовления пулезащитных броневых пластин (плит) бронежилетов. Кроме оборонной отрасли, изобретение может быть использовано в строительной, горно-обогатительной и других областях промышленности. Предлагаемое каменное литье содержит компоненты при следующем соотношении, мас.%: SiO2 43-45; Аl2О3 15-16; CaO 9-17; FeO 5-8; MgO 8-9; Fe2O3 3-5; TiO2 1-1,5; К2О и/или Na2O 2,5-4; Cr2O3 2-2,5 и СаF2 1,5-2. За счет использования недорогих технологии, исходного сырья и оптимального содержания добавок каменное литье обладает более низкой стоимостью. Наличие диссипативных свойств, соответствующих требованиям ГОСТ Р 50744-95 «Бронеодежда. Классификация и основные требования», свидетельствует о его пригодности для изготовления пулезащитных броневых пластин бронежилетов. Технический результат изобретения - получение материала, пригодного для изготовления пулезащитных броневых пластин бронежилетов, а также для элементов, сочетающих пулестойкость со способностью рассеивания и поглощения радиационного и инфракрасного излучения. 3 табл., 2 ил.
Наверх