Стекло

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Респубпик (111967975 (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 181280 (2" ) 3235371/29-33 (И } М. Кл. с присоединением заявки ¹â€”

С 03 С 3/12

Государственный комитет

СССР по делам изобретений н открытий (23) Приоритет—

f53) УДК 666.112, . 4 (088.8) Опубликовано 23.1082 Бюллетень № 39

Дата опубликования описания 23.10.82 (72) Авторы изобретения

D.К. Щипалов, К.К. Смирнов, Н.В. Голованов а и

Ивановский химико-технологичЕский институт (71) Заявитель (54) СТЕКЛО

Изобретение относится к составам легкоплавких стекол, применяемых в качестве неорганического противоокислительного и изолирующего диэлектрического покрытия для сурьмяных или других электродов, коэффициент термического расширения (КТР) материалов которых близок к сурьме Ы = 97,7 х х 10 К ", 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 исполь зова но в электро нике, техноло" гии электровакуумных материалов и дургих областях техники °

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

Одним иэ важных требований к стеклу, используемому для защитных покры-. тий по сурьме, является способность стекла давать на поверхности Sb сплошное однородное покрытие при сравнитель но низ ких температурах (Т,пл. Sb=630,5 С) и малых экспозициях, пОзволяющих исключить скольконибудь заметное окисление поверхности сурьмы, а также. рекристаллизацию ее, что ведет к определенному изменению структуры и электрофиэических свойств сурьмяного электрода, а следовательно, и его измерительной функции.

Существует несколько способов

15. нанесения стекловидных.покрытий на поверхность металлической или полупроводниковой проволоки: осаждение на ее поверхности смеси сырьевых компонентов с последующей термообработкой этой смеси вплоть до образования стекловидного слоями нанесение на поверхность электрода порошка заранее сваренного стекла с последующей его термообработкой для растекания стекла и образования сплошного слоя, протягивание электрода через слой расплавленного стекла.

Очевидно, последний способ наиболее рационален, поскольку длительность

ЗО формирования изолирующего покрытия

96797 5 ь5

40

50

Та блица 1

Содержание компонентов в стекле, мас.%

1 (1 1 1 I

Компоненты

1 2: 3

76,2 77 77

76,2

76 75 77

PbO

5,7

5,9 5,9

59 56 5,9

5,7

SiO на сурьме, и пузырчатость его минимал ны, а однородность покрытия по толщи ие и по свойствам вполне приемлемы.

Стекло, применяемое при таком спосо бе, должно обладать целым комплексом свойств: быть текучим при 600-630 С, хорошо адгезировать за короткий про,межуток времени к сурьме, не давать пузырей эа счет частичного взаимо- действия с сурьмой, не кристаллизоваться в ходе нанесения пoKрытия на электрод и последующего отжига его.

Известно стекло следующего состава, час.Ъi NagO 0,5-6, К О 4-9,75

MgO 0-1, РЪО 30-36, Si02 40-50

$Ь 03 0-2, AI O> 0,5-5, ВаО 0-1, Jr>0>1-7; CdO 0,5-3 (11.

Это стекло имеет КТР 97 ° 10 К и температуру начала размягчения

643ОC.

Наиболее блиэким к изобретению по технической сущности и достигае,— мому результату является стекло следующего состава, мас.Ъг Na O 1,82,1, PbO 76,5-77,0, Si02 5,8-6,0, Иа2В1Рб 0,8-1,0, или CaF> 0,75-1,0.

КТР этого стекла (89,1-91) . 10 К,", температура начала размягчения 305310 С Е2).

Однако известные стекла не обеспечивают возможности нанесения покрытий на сурьму из расплава при температуре, не превышающей температуру плавления сурьмы.

Целью изобретения является .обеслечение воэможности нанесения покрытий на сурьму из расплава при температуре, не превышающей температуру плавления сурьмы.

Поставленная цель достигается тем, что стекло, включащее PbO, SiOg В<0>, Na20, NaзА1Рб или

Na>SiF, или CaF<, дополнительно содержит Li<0 прй следующем соотношении ингредиентов, мас.Ъ: PbO

75,0-77,0, Si02 5,6-5 9, В20з 13 1

15,6, Ма О 0,5-2,0, Na3AIF6 1,01,5 или Na2$iF6 1,5-2, или Сага 0 81,0, Li O 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 теченйе

30 мин, затем плавилась в корундизовом тигле при 1200ОС в течение 4560 мин в силитовой печи, после чего следовали отливка расплава на металлическую подставку, отжиг и определение 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. Стерло нагревалось,цо 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)-10 м . Проволока с.покрытием отжигалась при 280-300ОC, шлифовалась с торца и использовалась затем к ак срав нитель ный 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 хрсмовой смеси или кипячением приводила к разрушению изолирующего покрытия из смол, к необходю ости его повторного нанесения и повторной калибровки датчиков.

Замена эпок сидных смол легкоплавкими стеклами позволяет резко увели чить срок службы датчиков при сохра нении калибров очных параметров, повы. сить чувствительность датчиков,а также безбоязненно стерилизовать их горячим и холодным способами. Лпробирование датчиков с изолирующими покрытиями на сурьмяных электродах из предлагаемого стекла в ЦНИЛ и лаборатории кафедры микробиологии Ивановского государственного медицинского института подтверждает надежность показаний во времени и длительную службу их при сохранении калибровочных постоянных.

4 5 б 7

6 г

967975

Продолжение табл. 1

Компоненты

13,1 14, 1

14,1 15,6 13,1 14,1

Ъ 3

13,1

Na<0

0,5 1 1

0,8

1,2

JJqa 3AI Fб

1,5

1,5

0,8

1 1,3 1,5

Li20

1,2

1,5

Та блица 2

Показатели для составов

Свойства стекол

4 5 6

7 Извест.— ный

Температура .начала размягчения,оС

300 305 290

300 300 290 - 300

305

Температура спаивания порошковым методом,сС

370 380 365 370

380 390 365

380

620 620 620

620 620 620 620

5080 5100 4850 5080

660

Плотность, кг/м3 4920 4600 4850

5060

Коэффициент термического расширения

10 К

Выщелачиваемость в хрсмовой смеси, кг/м с.. 08

9,1

Слабая опалесценция

Хорошая

Адгезия к сурьме

Очень хорошая а151 ь

СаР1

Температура нанесения изолирующего покрытия методом протягивания проволоки через расплав, C

Кристаллизационная способность при температуре нанесения покры- тия за 30 мин

20 С

Содержай е компонентов в стекле, час.%

5 б (99,8 94,6 98,3 96,3 96,8 98,3 96,3 91

8,33 8 08. 8,33 8 88 8 33 8 33 8,88

Отсутствие признаков кристаллизации

967975

Формула изобретения

Составитель Г.Буровцева

Техред И.Гайду Корректор М. немчик .

Редактор .О.Половка

8015/35 Тираж 508 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Эаказ

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Стекло, включающее РЬО, SiO@„ .В О, Na30, Na AI F@ или Na

CaF<,.отличающееся тем, что, с целью обеспечения возможности нанесения покрытий на сурьму из расплава при температуре, не превышающей температуру плавления сурьмы, оно дополнительно содержит i<0 при сле-: дующем соотношении"ингредиентов, 10 мас.Ъ| PbO 75,0-77,0, Я10т 5 6-5,9.

В О 13, 1-1 5,6> Nag0 0,5-2,0

Na>kIF6 1,0-1,5 или lNa SiF6 1,5-2, илй CaF 0,8-1,0, Ы@0 1,0-2,0.

Источники информации, принятые so внюаание при экспертизе

1. Патент Франции Р 2252305, кл. С 03 С 3/30, опублик. 1975.

2. Авторское свидетельство СССР

9 716996, кл. С 03 С 3/12, 1978 (прототип) .