Стекло для стеклокристаллического цемента. Стеклокристаллический цемент


Стеклокристаллический цемент - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Стеклокристаллический цемент

Cтраница 1

Стеклокристаллические цементы предназначены для спаивания различных стекол друг с другом, с керамикой и металлом, а также металла с металлом, включая хромоникелевые нержавеющие стали. Помимо многих преимуществ, Стеклокристаллические цементы имеют и некоторые недостатки. Иногда трудно получить достаточную текучесть исходного стекла, необходимую для получения хорошего спая и адгезии к спаиваемым материалам. Повышение для увеличения текучести температуры спаивания может вызвать быструю кристаллизацию стекла, имеющего узкую температурную область спекания без кристаллизации.  [1]

Стеклокристаллический цемент № 95 позволяет получить вакуумшютные соединения деталей ЭЛТ для цветного телевидения. Он устойчив к действию влаги и углекислоты атмосферы, а также к химическим реагентам, применяемым для очистки трубки.  [2]

Стеклокристаллические цементы, представляющие собой легко кристаллизующиеся стекловидные составы, обеспечивают получение надежных вакуумплотных соединений стекол и ситаллов с металлами. Они выпускаются в виде паст или суспензий в растворителях, легко наносятся на поверхность соединяемых изделий. После соответствующей температурной обработки цемент приобретает мелкокристаллическую структуру, для которой характерны высокая прочность, термостойкость.  [3]

Вязкость стеклокристаллического цемента должна обеспечить возможность его применения при любых методах спаивания стекла со стеклом, металла с металлом, керамики с керамикой, а также разнородных материалов. Можно спаивать хромистую нержавеющую сталь, Pt, сплав Те № 4, сплав Dumet, содержащий 50 % Ni, большинство стекол, форстерит, стеатит и другие материалы.  [4]

Спаянные стеклокристаллическим цементом трубки способны выдерживать напряжение в 51 кв в течение 1 мин.  [5]

В связи с тем что шликер стеклокристаллического цемента имеет в своем составе окись цинка, все работы с ним необходимо проводить при вытяжной вентиляции, а рабочие должны пользоваться респиратором или марлевой повязкой. При приготовлении шликера используют раствор нитроклетчатки в амилацетате, который является лекговоспламеняющимся веществом, поэтому все работы со шликером должны проводиться вдали от источника огня. После работы со шликером необходимо тщательно вымыть руки теплой водой с мылом. Запрещается принимать пищу на рабочем месте.  [6]

Припоечные стекла представляют собой порошки обыкновенных стекол, стеклокристаллические цементы - порошки кристаллизующихся стекол. Припоечные стекла характеризуются низкой т-рой отжига и размягчения.  [7]

Детали ЭЛТ длиной 1 48 м, спаянные стеклокристаллическим цементом, при испытании в закрытой камере с давлением 2 10 - 5 мм рт. ст. пропускали гелия менее Ю-14 л / сек.  [8]

В последнее время для склейки деталей рекомендуется применять прессованные кольца из стеклокристаллического цемента.  [9]

Детали из керамики и ситаллов соединяют друг с другом и g другими материалами с помощью стеклокристаллического цемента с последующей термической обработкой при 400 - 600 С, клеев и замазок на основе эпоксидной смолы и жидкого стекла, металлизацией и последующей пайкой.  [10]

Радикальными мероприятиями, обеспечивающими безопасные условия труда, являются максимальная герметизация пылящего оборудования, применение автоматов и автоматизированных линий ( получение стеклокристаллического цемента), дистанционное управление технологическим процессом. Все это позволяет снизить поступление С.  [11]

Детали из ситалла можно соединять между собой и с другими материалами, наприиер, металлом или керамикой с помощью стеклокристал-лического цемента или клеев и замазок на основе эпоксидной смолы и жидкого стекла. Соединения из стеклокристаллического цемента требуют термообработки при температурах 400 - 600 С.  [12]

Стеклокристаллические цементы предназначены для спаивания различных стекол друг с другом, с керамикой и металлом, а также металла с металлом, включая хромоникелевые нержавеющие стали. Помимо многих преимуществ, Стеклокристаллические цементы имеют и некоторые недостатки. Иногда трудно получить достаточную текучесть исходного стекла, необходимую для получения хорошего спая и адгезии к спаиваемым материалам. Повышение для увеличения текучести температуры спаивания может вызвать быструю кристаллизацию стекла, имеющего узкую температурную область спекания без кристаллизации.  [13]

В области между температурой спаивания и комнатной температурой в стеклокристаллическом цементе можно поддерживать напряжение сжатия, что недостижимо при обычных припоечных стеклах, поскольку в области температур размягчения их сжатие больше, чем у спаиваемых деталей. Цемент № 95 не рекомендуется применять в том случае, когда место спая должно быть покрыто глазурью, которую необходимо обжечь до монтажа спаиваемых деталей. Если все же применение глазури необходимо, то во избежание ее растрескивания или сползания следует глазурь нанести тонким слоем, нагреть в течение 5 - 10 мин до 390 С, выдержать в течение 10 мин и охладить с максимально возможной скоростью.  [14]

Соединяют экран и конус в единую оболочку непосредственно перед откачкой склейкой, требующей температуры не выше 420 - 460 С. Огневая сварка в этом случае непригодна из-за большой чувствительности люминофоров и расположенного вблизи от них цветоразделительного элемента ( маски, сетки) к перегреву, приводящему к окислению и деформации. Для склейки используют стеклокристаллические цементы - шликеры, имеющие коэффициент расширения, согласованный с коэффициентом расширения склеиваемых стекол.  [15]

Страницы:      1    2

www.ngpedia.ru

Стекло для стеклокристаллического цемента

 

Изобретение относится к составам легкоплавких кристаллизующихся стекол для стеклокристаллических цементов и может быть использовано в качестве спая и герметика в приборостроении, электронной технике и радиоэлектронике, в частности в производстве чувствительных элементов кварцевых резонаторов.

Стеклокристаллический цемент (стеклоцемент) обеспечивает более высокую механическую прочность паяных узлов по сравнению с припоечными стеклами. Прочность спая достигается как за счет согласованности по ТКЛР (спаиваемых материалов и стеклоцемента), так и за счет кристаллической фазы, которая формируется в процессе кристаллизации стекла.

Известно стекло для стеклокристаллического цемента для спая с лангаситом в производстве высокотемпературных резонаторов, которые содержат, мас.%: 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 0,5-1,5 [1]. Стеклоцемент позволяет получить прочный спай с лангаситом, однако не пригоден для спаивания с монокварцем и пьезокварцем из-за низкого температурного коэффициента линейного расширения.

Наиболее близким к предлагаемому стеклу по технической сущности и достигаемому результату является стекло для стеклокристаллического цемента, содержащее, мас.%: РbО 52,5-58,0; ZnO 24,0-26,0; В2O3 10,0-14,0; SiO2 1,4-2,0; Аl2О3 1,0-1,5; ZrO2 0,5-5,0; ТiO2 0,1-4,5 [2]. Стеклоцемент предназначен для спаивания стекла с металлом или со стеклом и имеет ТКЛР, равный (120-130) 10-7К-1. Недостатком стеклоцемента является низкая рабочая температура спая 460-490С и плохая адгезия к монокристаллическому кварцу и пьезокварцу, что приводит к низкой прочности спая.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение адгезионной прочности и расширение интервала рабочих температур резонатора.

Для решения поставленной задачи предлагается стекло для стеклокристаллического цемента, включающее PbO, ZnO, В2О3, Bi2O3, SiO2, которое содержит указанные компоненты при следующем соотношении компонентов, маc.%: PbO 9,0-35,6; ZnO 3,2-10,0; 2O3 4,2-4,6; Вi2O3 55,8-75,5; SiO2 1,2-1,3.

Количественное сочетание указанных компонентов в предлагаемом составе стекла для стеклокристаллического цемента позволяет получить прочный спай монокристаллического кварца и пьезокварца, сцементированных закристаллизованным стеклом.

Высокая температура деформации стеклоцемента 650С позволяет расширить интервал рабочих температур резонатора до 550С. Согласованность по ТКЛР спаиваемых материалов: монокристаллического кварца, пьезокварца (1305) 10-7K-1 и стеклоцемента обуславливает высокую прочность спая во всем интервале рабочих температур резонатора, обеспечивая стабильность баро- и термочувствительных характеристик резонатора.

Из источников литературы не известно стекло для стеклокристаллического цемента, образующее спай с монокварцем и пьезокварцем с данным сочетанием компонентов, и нами предлагается впервые.

Варку стекла осуществляют в электрической силитовой печи при температуре 90020С.

В качестве сырьевых материалов для приготовления шихты используют свинцовый сурик, песок кварцевый, борную кислоту, оксиды цинка и висмута.

Готовую стекломассу выливают на воду для получения стеклогранулята, который затем измельчают до тонкодисперсного состояния.

Стеклокристаллический цемент для спая получают путем кристаллизации стекла (стеклопорошка) в процессе термической обработки. Термообработку осуществляют в электрической печи при температуре 48010С в течение 20-25 минут.

При этой температуре термообработки стеклопорошок расплавляется, растекается по поверхности материала, образуя прочный контакт со спаиваемыми деталями, а затем кристаллизуется, упрочняя припоечный шов. В результате формирования в стекле кристаллизационной фазы образуется высокопрочный спай, обеспечивающий надежность в эксплуатации и стабильность характеристических параметров резонатора.

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 монокристаллическим кварцем и пьезокварцем, имеет хорошую адгезию к этим материалам, что обеспечивает образование прочного спая. Высокая температура деформации стеклокристаллического цемента, обусловленная выделенной в процессе термообработки кристаллической фазой, дает возможность расширить интервал рабочей температуры резонатора до 550С.

Преимущества стеклокристаллического цемента позволяют создать кварцевый резонатор, обладающий высокой прочностью, надежностью и долговечностью в эксплуатации.

Источники информации

1. Патент РФ №2188171 МПК7 С 03 С 10/06, опубл. 27.08.2002. Бюл. №24

2. А.с. СССР №1035011 МПК7 С 03 С 3/22, опубл. 15.08.83, Бюл. №30

Формула изобретения

Стекло для стеклокристаллического цемента, включающее PbO, ZnO, В2О3, Bi2O3, SiО2 при следующем соотношении компонентов, мас.%:

PbO 9,0-35,6

ZnO 3,2-10,0

В2О3 4,2-4,6

Вi2O3 55,8-75,5

SiO2 1,2-1,3

www.findpatent.ru

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).

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

Рисунок 1

www.findpatent.ru

стекло для стеклокристаллического цемента - патент РФ 2237624

Стекло для стеклокристаллического цемента предназначено для спая и герметика в приборостроении, электронной технике и радиоэлектронике, в частности в производстве чувствительных элементов кварцевых резонаторов. Стекло включает компоненты при следующем соотношении, мас.%: PbO 9,0-35,6; ZnO 3,2-10,0; B2O3 4,2-4,6; Bi2O3 55,8-75,5; SiO2 1,2-1,3. Температурный коэффициент линейного расширения стеклокристаллического цемента (130+5)·10-7K-1, температура кристаллизации и спаивания 470-490°С, температура деформации 650°С, прочность на сдвиг 45 МПа. Техническая задача изобретения – повышение адгезионной прочности и расширение интервала рабочих температур резонатора. 1 табл.

Изобретение относится к составам легкоплавких кристаллизующихся стекол для стеклокристаллических цементов и может быть использовано в качестве спая и герметика в приборостроении, электронной технике и радиоэлектронике, в частности в производстве чувствительных элементов кварцевых резонаторов.

Стеклокристаллический цемент (стеклоцемент) обеспечивает более высокую механическую прочность паяных узлов по сравнению с припоечными стеклами. Прочность спая достигается как за счет согласованности по ТКЛР (спаиваемых материалов и стеклоцемента), так и за счет кристаллической фазы, которая формируется в процессе кристаллизации стекла.

Известно стекло для стеклокристаллического цемента для спая с лангаситом в производстве высокотемпературных резонаторов, которые содержат, мас.%: 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 0,5-1,5 [1]. Стеклоцемент позволяет получить прочный спай с лангаситом, однако не пригоден для спаивания с монокварцем и пьезокварцем из-за низкого температурного коэффициента линейного расширения.

Наиболее близким к предлагаемому стеклу по технической сущности и достигаемому результату является стекло для стеклокристаллического цемента, содержащее, мас.%: РbО 52,5-58,0; ZnO 24,0-26,0; В2O3 10,0-14,0; SiO2 1,4-2,0; Аl2О3 1,0-1,5; ZrO2 0,5-5,0; ТiO2 0,1-4,5 [2]. Стеклоцемент предназначен для спаивания стекла с металлом или со стеклом и имеет ТКЛР, равный (120-130) 10-7К-1. Недостатком стеклоцемента является низкая рабочая температура спая 460-490С и плохая адгезия к монокристаллическому кварцу и пьезокварцу, что приводит к низкой прочности спая.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение адгезионной прочности и расширение интервала рабочих температур резонатора.

Для решения поставленной задачи предлагается стекло для стеклокристаллического цемента, включающее PbO, ZnO, В2О3, Bi2O3, SiO2, которое содержит указанные компоненты при следующем соотношении компонентов, маc.%: PbO 9,0-35,6; ZnO 3,2-10,0; 2O3 4,2-4,6; Вi2O3 55,8-75,5; SiO2 1,2-1,3.

Количественное сочетание указанных компонентов в предлагаемом составе стекла для стеклокристаллического цемента позволяет получить прочный спай монокристаллического кварца и пьезокварца, сцементированных закристаллизованным стеклом.

Высокая температура деформации стеклоцемента 650С позволяет расширить интервал рабочих температур резонатора до 550С. Согласованность по ТКЛР спаиваемых материалов: монокристаллического кварца, пьезокварца (1305) 10-7K-1 и стеклоцемента обуславливает высокую прочность спая во всем интервале рабочих температур резонатора, обеспечивая стабильность баро- и термочувствительных характеристик резонатора.

Из источников литературы не известно стекло для стеклокристаллического цемента, образующее спай с монокварцем и пьезокварцем с данным сочетанием компонентов, и нами предлагается впервые.

Варку стекла осуществляют в электрической силитовой печи при температуре 90020С.

В качестве сырьевых материалов для приготовления шихты используют свинцовый сурик, песок кварцевый, борную кислоту, оксиды цинка и висмута.

Готовую стекломассу выливают на воду для получения стеклогранулята, который затем измельчают до тонкодисперсного состояния.

Стеклокристаллический цемент для спая получают путем кристаллизации стекла (стеклопорошка) в процессе термической обработки. Термообработку осуществляют в электрической печи при температуре 48010С в течение 20-25 минут.

При этой температуре термообработки стеклопорошок расплавляется, растекается по поверхности материала, образуя прочный контакт со спаиваемыми деталями, а затем кристаллизуется, упрочняя припоечный шов. В результате формирования в стекле кристаллизационной фазы образуется высокопрочный спай, обеспечивающий надежность в эксплуатации и стабильность характеристических параметров резонатора.

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 монокристаллическим кварцем и пьезокварцем, имеет хорошую адгезию к этим материалам, что обеспечивает образование прочного спая. Высокая температура деформации стеклокристаллического цемента, обусловленная выделенной в процессе термообработки кристаллической фазой, дает возможность расширить интервал рабочей температуры резонатора до 550С.

Преимущества стеклокристаллического цемента позволяют создать кварцевый резонатор, обладающий высокой прочностью, надежностью и долговечностью в эксплуатации.

Источники информации

1. Патент РФ №2188171 МПК7 С 03 С 10/06, опубл. 27.08.2002. Бюл. №24

2. А.с. СССР №1035011 МПК7 С 03 С 3/22, опубл. 15.08.83, Бюл. №30

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Стекло для стеклокристаллического цемента, включающее PbO, ZnO, В2О3, Bi2O3, SiО2 при следующем соотношении компонентов, мас.%:

PbO 9,0-35,6

ZnO 3,2-10,0

В2О3 4,2-4,6

Вi2O3 55,8-75,5

SiO2 1,2-1,3

www.freepatent.ru

стекло для стеклокристаллического цемента - патент РФ 2188171

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

www.freepatent.ru

Стекло для стеклокристаллического цемента | Банк патентов

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 50•10-7К-1, температура кристаллизации и спаивания 820-850oС, температура деформации 1050oС. 1 табл.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ

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 50•10-7К-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 38-39•10-7К-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 55-57•10-7К-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

bankpatentov.ru

Стекло для стеклокристаллического цемента | Банк патентов

Изобретение относится к составам легкоплавких кристаллизующихся стекол для стеклокристаллических цементов и может быть использовано в качестве спая и герметика в приборостроении, электронной технике и радиоэлектронике, в частности в производстве чувствительных элементов кварцевых резонаторов.

Стеклокристаллический цемент (стеклоцемент) обеспечивает более высокую механическую прочность паяных узлов по сравнению с припоечными стеклами. Прочность спая достигается как за счет согласованности по ТКЛР (спаиваемых материалов и стеклоцемента), так и за счет кристаллической фазы, которая формируется в процессе кристаллизации стекла.

Известно стекло для стеклокристаллического цемента для спая с лангаситом в производстве высокотемпературных резонаторов, которые содержат, мас.%: 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 0,5-1,5 [1]. Стеклоцемент позволяет получить прочный спай с лангаситом, однако не пригоден для спаивания с монокварцем и пьезокварцем из-за низкого температурного коэффициента линейного расширения.

Наиболее близким к предлагаемому стеклу по технической сущности и достигаемому результату является стекло для стеклокристаллического цемента, содержащее, мас.%: РbО 52,5-58,0; ZnO 24,0-26,0; В2O3 10,0-14,0; SiO2 1,4-2,0; Аl2О3 1,0-1,5; ZrO2 0,5-5,0; ТiO2 0,1-4,5 [2]. Стеклоцемент предназначен для спаивания стекла с металлом или со стеклом и имеет ТКЛР, равный (120-130) 10-7К-1. Недостатком стеклоцемента является низкая рабочая температура спая 460-490°С и плохая адгезия к монокристаллическому кварцу и пьезокварцу, что приводит к низкой прочности спая.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение адгезионной прочности и расширение интервала рабочих температур резонатора.

Для решения поставленной задачи предлагается стекло для стеклокристаллического цемента, включающее PbO, ZnO, В2О3, Bi2O3, SiO2, которое содержит указанные компоненты при следующем соотношении компонентов, маc.%: PbO 9,0-35,6; ZnO 3,2-10,0; 2O3 4,2-4,6; Вi2O3 55,8-75,5; SiO2 1,2-1,3.

Количественное сочетание указанных компонентов в предлагаемом составе стекла для стеклокристаллического цемента позволяет получить прочный спай монокристаллического кварца и пьезокварца, сцементированных закристаллизованным стеклом.

Высокая температура деформации стеклоцемента 650°С позволяет расширить интервал рабочих температур резонатора до 550°С. Согласованность по ТКЛР спаиваемых материалов: монокристаллического кварца, пьезокварца (130±5) 10-7K-1 и стеклоцемента обуславливает высокую прочность спая во всем интервале рабочих температур резонатора, обеспечивая стабильность баро- и термочувствительных характеристик резонатора.

Из источников литературы не известно стекло для стеклокристаллического цемента, образующее спай с монокварцем и пьезокварцем с данным сочетанием компонентов, и нами предлагается впервые.

Варку стекла осуществляют в электрической силитовой печи при температуре 900±20°С.

В качестве сырьевых материалов для приготовления шихты используют свинцовый сурик, песок кварцевый, борную кислоту, оксиды цинка и висмута.

Готовую стекломассу выливают на воду для получения стеклогранулята, который затем измельчают до тонкодисперсного состояния.

Стеклокристаллический цемент для спая получают путем кристаллизации стекла (стеклопорошка) в процессе термической обработки. Термообработку осуществляют в электрической печи при температуре 480±10°С в течение 20-25 минут.

При этой температуре термообработки стеклопорошок расплавляется, растекается по поверхности материала, образуя прочный контакт со спаиваемыми деталями, а затем кристаллизуется, упрочняя припоечный шов. В результате формирования в стекле кристаллизационной фазы образуется высокопрочный спай, обеспечивающий надежность в эксплуатации и стабильность характеристических параметров резонатора.

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 монокристаллическим кварцем и пьезокварцем, имеет хорошую адгезию к этим материалам, что обеспечивает образование прочного спая. Высокая температура деформации стеклокристаллического цемента, обусловленная выделенной в процессе термообработки кристаллической фазой, дает возможность расширить интервал рабочей температуры резонатора до 550°С.

Преимущества стеклокристаллического цемента позволяют создать кварцевый резонатор, обладающий высокой прочностью, надежностью и долговечностью в эксплуатации.

Источники информации

1. Патент РФ №2188171 МПК7 С 03 С 10/06, опубл. 27.08.2002. Бюл. №24

2. А.с. СССР №1035011 МПК7 С 03 С 3/22, опубл. 15.08.83, Бюл. №30

bankpatentov.ru


Смотрите также