CH666676A5 - Glaszusammensetzung mit geringen dielektrischen verlusten. - Google Patents

Glaszusammensetzung mit geringen dielektrischen verlusten. Download PDF

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CH666676A5
CH666676A5 CH3447/85A CH344785A CH666676A5 CH 666676 A5 CH666676 A5 CH 666676A5 CH 3447/85 A CH3447/85 A CH 3447/85A CH 344785 A CH344785 A CH 344785A CH 666676 A5 CH666676 A5 CH 666676A5
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weight
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temperature
din
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CH3447/85A
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Werner Dr Sack
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Schott Glaswerke
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    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
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    • C03C3/00—Glass compositions
    • C03C3/04—Glass compositions containing silica
    • C03C3/076—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight
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    • C03C3/108—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing lead containing boron
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C3/00—Glass compositions
    • C03C3/04—Glass compositions containing silica
    • C03C3/076—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight
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Description

BESCHREIBUNG
Die Erfindung betrifft eine Glaszusammensetzung mit geringen dielektrischen Verlusten nach dem Oberbegriff des Anspruches 1. Die Merkmale der Glaszusammensetzung gemäss der Erfindung sind im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 zusammengefasst.
Eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemässen Glaszusammensetzung ist in Anspruch 2 definiert.
Alkalifreie, PbO-, CaO-, MgO-, ZnO-, BaO-haltige Silicat-gläser mit geringen B203-Gehalten und höheren Al203-Zusät-zen, die durch sehr niedrige dielektrische Verlustfaktoren tan ô gekennzeichnet sind, und gleichzeitig eine ausreichende Säurebeständigkeit sowie kleine Wärmedehnungskoeffizienten aufweisen, eignen sich besonders als Isolatoren bei der Erzeugung von Ozon durch stille elektrische Entladungen, welche zur Entkeimung von z.B. Wasser oder Luft eine steigende Bedeutung erlangen.
Die Ozonausbeute ist umso höher, je geringer die dielektrischen Verluste im Glas sind (Erwärmung des Glases). Ein Mass dafür ist das Verhältnis von tan ô/e und zwar ist die Ausbeute umso höher, je kleiner dieser Wert ist. Da die Gläser im allgemeinen sehr ähnliche e-Werte aufweisen, ist daher für diese spezielle Verwendung der erfindungsgemässen Gläser den tan ô-Werten eine entscheidende Bedeutung beizumessen. Sie sind in dieser Hinsicht den bisher hierfür verwendeten Borosilicatglä-sern, wie dem «Duran 50», Typ 8330 oder dem «Kovar»-Glas, Typ 8250 der Schott Glaswerke, Mainz, deutlich überlegen, wie ein Vergleich der entsprechenden Werte in Tabelle 2 zeigt.
Der technische Fortschritt der erfindungsgemässen Gläser gegenüber den bisher verwendeten, liegt mit anderen Worten in der Energieeinsparung und/oder in der Ausbeuteerhöhung, die sich mit den neuen Gläsern in Ozongeneratoren erzielen lassen.
Von Bedeutung für den Gebrauchswert der Gläser ist ferner eine ausreichende Temperaturschockfestigkeit, die durch die niedrigen Wärmedehnungskoeffizienten der erfindungsgemässen Gläser gewährleistet ist. Diese Forderung ergibt sich aus einer notwendigen Innenmetallisierung der Glasrohre nach dem Flammenspritzverfahren.
Schliesslich spielt die Säurebeständigkeit gleichfalls noch eine wichtige Rolle für diese spezielle Verwendbarkeit. In Verbindung mit einer feuchten Atmosphäre und dem darin vorhandenen Stickstoff entsteht nämlich bei der elektrischen Entladung z. T. Salpetersäure. Gegen einen solchen Angriff müssen die Gläser ausreichend widerstandsfähig sein. Die Erfahrung zeigt, dass dies der Fall ist, wenn sie nach DIN 12116 zur dritten Säureklasse gehören und nicht schlechter sind. Diese Forderung wird von den erfindungsgemässen Gläsern ebenfalls erfüllt.
In Tabelle 1 sind 16 Beispiele des erfindungsgemässen Zusammensetzungsbereichs in Gew.-% aufgeführt. Tabelle 2 enthält die wichtigsten Eigenschaftswerte der Gläser von Tabelle 1. Beide Tabellen enthalten zum Vergleich die beiden «Schotte-Gläser 8330 und 8250.
3 666 676
Tabelle 1
16 Zusammensetzungsbeispiele in Gew.-% und zum Vergleich die beiden «Schott»-Gläser 8330 und 8250
Beispiel
Bestandteile in Gew.-9,
'o
Prozent
Nr.
Si02
B203
Al-A
PbO
CaO
MgO
ZnO
BaO
F
Sb203
Summe
1
52,50
3,00
14,00
16,50
2,00
1,00
8,00
3,00
0,20
100,20
2
52,50
3,50
14,00
16,00
2,00
8,00
3,00
1,00
0,20
100,20
3
60,20
3,70
14,00
7,50
5,30
5,50
2,80
1,00
0,30
100,30
4
60,20
2,80
14,00
6,00
6,30
2,00
4,00
3,70
1,00
0,30
100,30
5
58,70
2,80
14,00
6,00
6,30
2,00
4,50
4,70
1,00
0,30
100,30
6
58,00
3,50
14,00
6,00
6,30
2,00
4,50
4,70
1,00
0,30
100,30
7
55,70
2,80
10,00
13,50
6,30
1,50
4,50
4,70
1,00
0,30
100,30
8
55,70
3,80
10,00
13,50
6,30
1,50
4,50
4,70
0,30
100,30
9
55,70
3,80
10,00
13,50
8,30
4,50
4,20
0,30
100,30
10
52,70
3,30
10,00
20,20
8,30
5,50
0,30
100,30
11
55,20
3,80
10,00
13,50
6,30
2,50
4,50
4,20
0,20
100,20
12
55,20
3,30
10,10
13,50
6,30
3,50
4,50
3,70
0,20
100,20
13
55,20
3,30
8,00
16,00
6,30
2,50
4,50
4,20
0,50
100,50
14
54,20
3,30
10,00
15,00
6,30
2,50
7,50
1,20
0,20
100,20
15
54,20
3,30
10,00
18,70
6,30
2,50
5,00
0,20
100,20
16
54,20
3,80
10,00
16,00
13,50
2,50
-
-
-
0,15
100,15
PbO
CaO
Schott
80,60
12,80
2,30
3,60
0,70
100,00
Duran50
Na20
k20
(8330)
Schott
69,20
18,50
2,60
0,60
7,70
0,60
0,05
100,05
Kovar
LizO
k2o
As203
(8250)
Tabelle 2
Eigenschaften der Gläser von Tabelle 1
Eigenschaften
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
8330
8250
a-106 (20-300 °C)/
°C
3,37
3,15
3,33
3,75
3,90
3,92
4,27
4,17
4,32
4,22
4,29
4,29
4,39
4,10
4,08
4,97
3,25
5,00
Tg(0C);r)ca.
10I3,5Poise
653
622
656
659
657
655
622
650
652
642
649
655
638
644
640
663
530
492
Ew(°C);ri = 107-6
Poise
890
879
898
872
856
870
867
862
849
851
884
815
715
VA(°C);t] = 104P
1204
1215
1280
1254
1237
1215
1168
1183
1184
1149
1174
1156
1160
1136
1151
1132
1270
1060
VA-Ew(°C)
314
336
339
312
293
304
289
298
287
300
248
455
345
Dichte (g/ccm)
2,97
2,921
2,69
2,731 2,731 2,904 2,891
2,884
2,992
2,892
2,898 2,956 2,951
2,963 2,84
2,23
2,28
Tkioo (°C);ö = 10s
Q - cm
591
600
591
603
248
384
Dielektrizitäts
konstante e bei
50 Hz und 20 °C
6,88
6,48
5,95
6,39
6,60
6,55
6,44
6,40
6,55
6,84
6,56
6,61
6,76
6,56
6,58
6,88
5,11
6,18
70°C
6,88
6,55
5,95
6,39
6,60
6,55
6,51
6,46
6,55
6,84
6,63
6,68
6,76
6,63
6,58
6,95
5,18
6,47
Verlustfaktor tan
ô x IO4 bei 50 Hz
und20°C
9,6
16,00
11,10
8,53
5,90
3,94
4,63
7,50
5,65
4,63
5,05
5,35
4,78
4,48
5,30
5,52
103
157
70 °C
12,8
24,9
12,10
10,4
8,28
6,88
6,20
12,60
15,50
14,1
7,12
8,40
7,18
5,85
5,55
6,00
300
597
e bei 500 20 °C
6,88
6,48
6,60
6,55
6,84
6,56
6,61
6,76
6,56
6,58
6,95
5,11
6,18
Hz und70 °C
6,88
6,55
6,60
6,55
6,84
6,63
6,68
6,76
6,63
6,58
7,02
5,18
6,47
tanôxl0420"C
11,60 9,00
6,00
6,50
5,50
6,00
6,25
5,35
6,00
5,50
5,30
85
107
bei 500 Hz und
70 °C
11,90 11,50
7,50
12,00
12,00
6,75
8,50
6,90
6,50
6,25
6,60
166
300
Säurebeständigk.
13
15
7,6
3,5
4,4
8,0
5,6
5,9
4,3
6,7
5,6
4,2
4,6
8,0
6,8
7,3
0,5
45
n. DIN 12116
3. Kl.
3. Kl.
3. Kl.
3. Kl.
3. Kl.
3. Kl.
3. Kl.
3. Kl.
3. Kl.
3. Kl.
3. Kl.
3. Kl.
3. Kl.
3. Kl.
3. Kl.
3. Kl.
1.K1.
4. Kl.
Wasserbestän
dig^
7
-
-
-
-
-
10
11
-
-
17
16
8
64
n. DIN 12111
1.K1.
1.K1.
1.K1.
1.K1.
1.K1.
1.K1.
3. Kl.
m

Claims (2)

  1. 666 676
    i
    PATENTANSPRÜCHE 1. Glaszusammensetzung mit geringen dielektrischen Verlusten, insbesondere geeignet für die Ozonerzeugung durch stille elektrische Entladung zum Zwecke der Entkeimung, dadurch gekennzeichnet, dass sie alkalifrei ist mit einem Wärmeausdehnungskoeffizient im Temperaturbereich von 20-300 °C im Bereich von 3,15 bis 4,97 X10"6/ °C, in der Säurebeständigkeit nach DIN 12116 innerhalb der 3. Klasse und in der Wasserbeständigkeit nach DIN 12111 in der 1. Klasse liegt, einen Tkioo-Wert von >500 °C aufweist, eine Dielektrizitätskonstante e-gemessen bei 50 bzw. 500 Hz und 20 bzw. 70 °C-von 5,95 bis 7,02 und einen dielektrischen Verlustfaktor tan ô - gleichfalls gemessen bei 50 bzw. 500 Hz und bei 20 bzw. 70 °C-im Bereich von 3,94 bis 24,9x lO^hat, mit einer Transformationstemperatur (Tg) im Bereich von 622 bis 663 °C, einer Erweichungstemperatur im Bereich von 849 bis 898 °C, einer Verarbeitungstemperatur (VA) im Bereich von 1132 bis 1280 °C, eine Dichte (D) im Bereich von 2,69 bis 2,992g/cm3 und, dass sie berechnet als Oxid-Gew.-% enthält:
    10
    15
    SiO,
    B,03
    aÌ2o3
    PbO CaO MgO ZnO BaO
    PbO+CaO+MgO+ZnO+BaO f
    Sb203
    20
    52,50 bis 60,20 Gew.-% 2,80bis 3,80Gew.-% 8,00 bis 14,00 Gew.-% 6,00 bis 20,20 Gew.-% 2,00 bis 13,50 Gew.-% 25 Obis 3,50Gew.-% Obis 8,00Gew.-% Obis 4,70Gew.-% 21,10 bis 34,00 Gew.-%
    Obis l,00Gew.-%30 0,15 bis 0,50Gew.-%
  2. 2. Glaszusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie alkali- und fluorfrei ist mit einem Wärmeausdehnungskoeffizienten im Temperaturbereich von 20-300 °C im Bereich von 3,37-4,97x 10"6/ °C, in der Säurebeständigkeit nach DIN 12116 innerhalb der3. Klasse und in der Wasserbeständigkeit nach DIN 12111 in der 1. Klasse liegt, einen Tkloo-Wert von >500 °C aufweist, eine Dielektrizitätskonstante s- gemessen bei 50 bzw. 500 Hz und bei 20 bzw. 70 °C - im Bereich von 6,40 bis 7,02 und einen dielektrischen Verlustfaktor tan ô - gleichfalls gemessen bei 50 bzw. 500 Hz und bei 20 bzw. 70 °C-im Bereich von 4,48-15,50x 10"4hat, mit einer Transformationstemperatur (Tg) im Bereiche von 640-663 °C, einer Erweichungstemperatur im Bereich von 849 bis 890 °C, einer Verarbeitungstemperatur (VA) im Bereich von 1132-1204 °C, eine Dichte (D) von 2,84—2,992 g/cm3 und dass sie berechnet als Oxid-Gew.-%, enthält:
    35
    40
    45
    SiO-,
    B,0~,
    am),
    PbO
    CaO
    MgO
    ZnO
    BaO
    PbO+CaO+MgO+ZnO+BaO Sb:0,
    52,50-55,70 Gew.-% so 3,00- 3,80 Gew.-% 8,00-14,00 Gew.-% 13,50-20,20 Gew.-% 2,00-13,50 Gew.-% 0- 3,50Gew.-% 55 0- 8,00Gew.-% 0- 4,70Gew.-% 30,50-34,00 Gew.-% 0,20- 0,50 Gew.-%
CH3447/85A 1984-08-14 1985-08-12 Glaszusammensetzung mit geringen dielektrischen verlusten. CH666676A5 (de)

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ID=6242993

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US (1) US4609632A (de)
JP (1) JPS6148440A (de)
CA (1) CA1254733A (de)
CH (1) CH666676A5 (de)
DE (1) DE3429847C2 (de)
FR (1) FR2569181B1 (de)
GB (1) GB2163147B (de)

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