DE1496576C - Sintered glass with a stable dielectric constant over a temperature range of 55 to 125 degrees C. - Google Patents
Sintered glass with a stable dielectric constant over a temperature range of 55 to 125 degrees C.Info
- Publication number
- DE1496576C DE1496576C DE1496576C DE 1496576 C DE1496576 C DE 1496576C DE 1496576 C DE1496576 C DE 1496576C
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- oxide
- lead
- dielectric constant
- temperature range
- potassium
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
- 239000011521 glass Substances 0.000 title claims description 26
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 26
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 24
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Chemical compound [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- IATRAKWUXMZMIY-UHFFFAOYSA-N Strontium oxide Chemical compound [O-2].[Sr+2] IATRAKWUXMZMIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- YAFKGUAJYKXPDI-UHFFFAOYSA-J lead tetrafluoride Chemical compound F[Pb](F)(F)F YAFKGUAJYKXPDI-UHFFFAOYSA-J 0.000 claims description 13
- YEXPOXQUZXUXJW-UHFFFAOYSA-N oxolead Chemical compound [Pb]=O YEXPOXQUZXUXJW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 12
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 claims description 12
- NOTVAPJNGZMVSD-UHFFFAOYSA-N Potassium oxide Chemical compound [K]O[K] NOTVAPJNGZMVSD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- KKCBUQHMOMHUOY-UHFFFAOYSA-N Sodium oxide Chemical compound [O-2].[Na+].[Na+] KKCBUQHMOMHUOY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 229910001950 potassium oxide Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 229910001948 sodium oxide Inorganic materials 0.000 claims description 11
- FUJCRWPEOMXPAD-UHFFFAOYSA-N Lithium oxide Chemical compound [Li+].[Li+].[O-2] FUJCRWPEOMXPAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 229910001947 lithium oxide Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 229910000464 lead oxide Inorganic materials 0.000 claims description 9
- JKWMSGQKBLHBQQ-UHFFFAOYSA-N Boron trioxide Chemical compound O=BOB=O JKWMSGQKBLHBQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 229910052810 boron oxide Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 claims description 8
- 229910000272 alkali metal oxide Inorganic materials 0.000 claims description 6
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N calcium monoxide Chemical compound [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 claims description 3
- 239000011734 sodium Substances 0.000 claims description 2
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 11
- 238000004031 devitrification Methods 0.000 description 9
- 238000010292 electrical insulation Methods 0.000 description 8
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 5
- 210000003298 Dental Enamel Anatomy 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 229910018068 Li 2 O Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 3
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 3
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 3
- PUZPDOWCWNUUKD-UHFFFAOYSA-M sodium fluoride Chemical compound [F-].[Na+] PUZPDOWCWNUUKD-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- PQXKHYXIUOZZFA-UHFFFAOYSA-M Lithium fluoride Chemical compound [Li+].[F-] PQXKHYXIUOZZFA-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- NROKBHXJSPEDAR-UHFFFAOYSA-M Potassium fluoride Chemical compound [F-].[K+] NROKBHXJSPEDAR-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 229910001413 alkali metal ion Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 2
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 2
- 239000006060 molten glass Substances 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 2
- 235000013024 sodium fluoride Nutrition 0.000 description 2
- 239000011775 sodium fluoride Substances 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- WUKWITHWXAAZEY-UHFFFAOYSA-L Calcium fluoride Chemical compound [F-].[F-].[Ca+2] WUKWITHWXAAZEY-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate dianion Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000001856 Ethyl cellulose Substances 0.000 description 1
- ZZSNKZQZMQGXPY-UHFFFAOYSA-N Ethyl cellulose Chemical compound CCOCC1OC(OC)C(OCC)C(OCC)C1OC1C(O)C(O)C(OC)C(CO)O1 ZZSNKZQZMQGXPY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminum Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001634 calcium fluoride Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004649 carbonic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 230000000875 corresponding Effects 0.000 description 1
- 230000003111 delayed Effects 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 238000007580 dry-mixing Methods 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 229920001249 ethyl cellulose Polymers 0.000 description 1
- 235000019325 ethyl cellulose Nutrition 0.000 description 1
- -1 fluoride compound Chemical class 0.000 description 1
- 239000005383 fluoride glass Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000000265 homogenisation Methods 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 230000005012 migration Effects 0.000 description 1
- NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N nitrate Chemical compound [O-][N+]([O-])=O NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000002823 nitrates Chemical class 0.000 description 1
- 235000003270 potassium fluoride Nutrition 0.000 description 1
- 239000011698 potassium fluoride Substances 0.000 description 1
- 238000007650 screen-printing Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 1
Description
größer als 1 ist.is greater than 1.
2. Sintergläser nach Anspruch 1, die auch eine niedrige Sintertemperatur von etwa 600° C aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus den folgenden Bestandteilen in den folgenden Molprozenten bestehen: 52,2 bis 53,2 Siliziumdioxid, 17,8 bis 18,8 Bleioxid, 2,7 bis 3,7 Strontiumoxid, 5,5 bis 6,5 Magnesiumoxid, 3,0 bis 4,0 Bleifluorid, 4,4 bis 5,4 Boroxid, 2,0 bis 2,6 Lithiumoxid, 2,0 bis 2,6 Natriumoxid und 6,5 bis 7,1 Kaliumoxid.2. Sintered glasses according to claim 1, which also have a low sintering temperature of about 600 ° C, characterized in that it consists of the following ingredients in the following mole percentages consist of: 52.2 to 53.2 silicon dioxide, 17.8 to 18.8 lead oxide, 2.7 to 3.7 strontium oxide, 5.5 to 6.5 magnesia, 3.0 to 4.0 lead fluoride, 4.4 to 5.4 boron oxide, 2.0 to 2.6 lithium oxide, 2.0 to 2.6 sodium oxide and 6.5 to 7.1 potassium oxide.
3. Sintergläser nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus den folgenden Bestandteilen in den folgenden Molprozenten bestehen: 52,7 Siliziumdioxid, 18,3 Bleioxid, 3,2 Strontiumoxid, 6,0 Magnesiumoxid, 3,5 Bleifluorid, 4,9 Boroxid, 2,3 Lithiumoxid, 2,3 Natriumoxid und 6,8 Kaliumoxid.3. Sintered glasses according to claim 2, characterized in that they consist of the following components consist in the following mole percent: 52.7 silicon dioxide, 18.3 lead oxide, 3.2 strontium oxide, 6.0 magnesium oxide, 3.5 lead fluoride, 4.9 boron oxide, 2.3 lithium oxide, 2.3 sodium oxide and 6.8 potassium oxide.
Die Erfindung betrifft neuartige Sintergläser, die besonders hervorragende elektrische Eigenschaften besitzen, wodurch sie speziell zur Verwendung in Kondensatoren geeignet sind.The invention relates to novel sintered glasses which have particularly excellent electrical properties which makes them especially suitable for use in capacitors.
Sintergläser auf der Basis von Siliziumdioxid wurden weitgehend in elektrischen Kondensatoren auf Grund ihrer hochstabilen elektrischen Eigenschaften sogar bei hoher Temperatur von 2000C benutzt. Zu den Kennwerteigenschaften, die für glasartige Kondensatoren verlangt werden, gehören niedriger Streuungsfaktor und hoher elektrischer Isolationswiderstand. In neuerer Zeit erforderte die Entwicklung in der Elektroindustrie Kondensatoren mit stabileren elektrischen Eigenschaften, die bei hohen Temperaturen verwendet werden können.Sintered glasses based on silicon dioxide have been used extensively in electrical capacitors due to their highly stable electrical properties even at a high temperature of 200 ° C. The characteristic properties that are required for vitreous capacitors include a low dispersion factor and high electrical insulation resistance. More recently, developments in the electrical industry have required capacitors with more stable electrical properties that can be used at high temperatures.
Bekanntlich gibt es zwei Typen von Glaskondensatoren. Eine davon wird aus einer Kombination
von dünnen Glasfolien und Aluminiumfolien und die andere aus dünnen Schichten von gesinterten
Glaspulver- und Silberelektroden gefertigt. Die letztere erweist sich als beliebt für einen hochbetriebssicheren
Kondensator, der mit einem niedrigen Streuungsfaktor bei hohen Temperaturen versehen ist; und
seine Verbesserung hinsichtlich der elektrischen Eigenschaften ist ein Ziel der Erfindung.
Ein wichtiges Charakteristikum von Glaszusammensetzungen für gesinterte Kondensatoren ist ihre
Sinterfähigkeit bei niedrigen Temperaturen von etwa 6000C. Dies wird gewöhnlich durch einen hohen
Gehalt an einem Alkalimetall'oxid erzielt. Jedoch wandern bekanntlich die Alkalimetallionen im Glas
leicht unter dem Einfluß eines elektrischen Feldes und führen zu geringerem elektrischem Widerstand
des Glases. Auch ein Ersetzen des Siliziumdioxids durch gewisse Metalloxide erniedrigt die Sinterungstemperatur
der Glaszusammensetzung; aber der sich ergebende geringe Gehalt an Siliziumdioxid führt
leicht zur Entglasung des Glases und damit zur Verringerung des elektrischen Widerstandes. Demgemäß
muß in gesinterten Kondensatoren die Entglasung während des Sintervorganges verzögert werden.As is known, there are two types of glass capacitors. One is made from a combination of thin glass foils and aluminum foils, and the other is made from thin layers of sintered glass powder and silver electrodes. The latter is proving to be popular for a highly reliable capacitor that is provided with a low dispersion factor at high temperatures; and its improvement in electrical properties is an object of the invention.
An important characteristic of glass compositions for sintered capacitors is their sinterability at low temperatures of about 600 0 C. This is usually achieved by a high content of a Alkalimetall'oxid. However, it is known that the alkali metal ions in the glass easily migrate under the influence of an electric field and lead to a lower electrical resistance of the glass. Replacing the silicon dioxide with certain metal oxides also lowers the sintering temperature of the glass composition; but the resulting low content of silicon dioxide easily leads to devitrification of the glass and thus to a reduction in electrical resistance. Accordingly, devitrification must be delayed during the sintering process in sintered capacitors.
Gemäß der Erfindung erhält man durch Zugabe von Bleifluorid Glaszusammensetzungen mit guter Sinterfähigkeit b'ei niedrigen Temperaturen von etwa 6000C, hohem elektrischem Isolationswiderstand und niedrigem Streuungsfaktor, wobei die Dielektrizitätskonstante der genannten Zusammensetzungen über einen Temperaturbereich von —55 bis 1250C stabil ist. Ein anderer Vorteil von zusätzlichem Bleifluorid liegt in einer niedrigeren Entglasungstemperatur, die niedriger ist als diejenige von Zusammensetzungen, welche dieselbe Menge an Bleioxid oder an anderen zweiwertigen Metalloxiden an Stelle von Bleifluorid aufweisen. Ein Erniedrigen der Entglasungstemperatur erhöht die Unterschiede zwischen Sinterungstemperatur und Entglasungstemperatur und führt zu Verzögerung der Entglasung. Die Zugabe einer anderen Fluoridverbindung an Stelle von Bleifluorid führt zu minderwertigen elektrischen und Sintereigenschaften. So macht z. B. die Zugabe von Natriumfluorid oder Kaliumfluorid den Streuungsfaktor bei hohen Temperaturen größer, die Zugabe vor Kalziumfluorid oder Lithiumfluorid führt zu einer intensiven Entglasung des Glases.According to the invention is obtained by addition of lead fluoride glass compositions having good sinterability b'ei low temperatures of about 600 0 C, a high electrical insulation resistance and low scattering factor, wherein the dielectric constant of said compositions is stable over a temperature range from -55 to 125 0 C. Another advantage of adding lead fluoride is a lower devitrification temperature, which is lower than that of compositions containing the same amount of lead oxide or other divalent metal oxides in place of lead fluoride. Lowering the devitrification temperature increases the differences between the sintering temperature and devitrification temperature and leads to a delay in devitrification. The addition of another fluoride compound instead of lead fluoride results in inferior electrical and sintering properties. So z. B. the addition of sodium fluoride or potassium fluoride increases the scattering factor at high temperatures, the addition of calcium fluoride or lithium fluoride leads to an intensive devitrification of the glass.
Obwohl die Beeinflussung der von solchen Sinter· gläsern geforderten Eigenschaften :— Sinterfähigkei bei relativ niedrigen Temperaturen, niedrige Entglasungstemperatur, hoher elektrischer Isolations widerstand, niedriger Streuungsfaktor — mit der vorgeschlagenen Mitteln an sich bekannt ist, wa:Although the influencing of the properties required of such sintered glasses : - sinterability at relatively low temperatures, low devitrification temperature, high electrical insulation resistance, low scattering factor - is known per se with the proposed means, wa:
die Temperaturkonstanz der Dielektrizitätskonstante! bei den erfindungsgemäß zusammengesetzten Sinter gläsern nicht ohne weiteres vorhersehbar.the temperature constancy of the dielectric constant! in the case of the sintered glasses composed according to the invention, this is not readily foreseeable.
Die Zusammensetzungen gemäß der Erfindung bestehen im wesentlichen aus Siliziumdioxid, Bleioxic einer Kombination von Alkalimetalloxiden aus de Gruppe von Kaliumoxid, Lithiumoxid und Natrium oxid und einem oder mehreren Oxiden von zwei wertigen Metallen aus der Gruppe von Magnesium oxid, Strontiumoxid und Kalziumoxid sowie au Bleifluorid und Boroxid. Jede der angeführten Korn ponenten ist ein entscheidender Bestandteil für di Erzeugung eines hervorragenden Glaskondensator der einen hohen elektrischen Isolationswiderstam über 100 000 ΜΩ bei 125°C und hohe elektrisch Stabilität, angegeben durch einen Streuungsfaktc nicht größer als 0,001 bei 20°.C bzw. 0,002 bei 125° < bzw. 0,004 bei 2000C bei 1 kHz nach 72stündigei Lebensdauerversuch bei 50 V bei 2000C aufweisThe compositions according to the invention consist essentially of silicon dioxide, lead oxide, a combination of alkali metal oxides from the group of potassium oxide, lithium oxide and sodium oxide and one or more oxides of divalent metals from the group of magnesium oxide, strontium oxide and calcium oxide and lead fluoride and boron oxide . Each of the listed components is a crucial part of the production of an excellent glass capacitor with a high electrical insulation resistance of over 100,000 ΜΩ at 125 ° C and high electrical stability, indicated by a scattering factor of no greater than 0.001 at 20 ° C or 0.002 at 125 ° <or 0.004 at 200 0 C at 1 kHz after 72stündigei life test at 50 V at 200 0 C demonstration
[η Tabelle I sind die Bestandteile und ihre Anteilverhältnisse aufgeführt. Die Anteilbereiche sind in Molprozent angegeben.[η Table I are the components and their proportions listed. The proportion ranges are given in mole percent.
Bestandteilcomponent
Siliziumdioxid, SiO2 Silicon dioxide, SiO 2
Bleioxid, PbO Lead oxide, PbO
Alkalimetalloxid, R2O Alkali metal oxide, R 2 O
Zweiwertiges Metalloxid, ROBivalent metal oxide, RO
Bleifluorid, PbF2 Lead fluoride, PbF 2
Boroxid, B2O3 Boron oxide, B 2 O 3
Molprozent geeigneter Anteilverhältnisbereich ist 1 bis 15 Molprozent. Mole percent suitable proportion ratio range is 1 to 15 mole percent.
Ein bevorzugter Zwischenbereich von Anteilverhältnissen der neuen Zusammensetzungen ist folgender: A preferred intermediate range of proportions of the new compositions is as follows:
50 bis 65
15 bis 25
5 bis 15
5 bis 15
2 bis 8
1 bis 1550 to 65
15 to 25
5 to 15
5 to 15
2 to 8
1 to 15
Die Molprozente der verschiedenen Bestandteile basieren auf der Erfindung. Die Entglasung der oben angegebenen spezifischen Zusammensetzungen wird durch einen Zusatz von Siliziumdioxid in einer 20: Menge weniger als 50 Molprozent oder durch Zugabe von Bleifluorid in einer Menge über 8 Molprozent gefördert. Die Sinterungstemperatur der Zusammensetzungen nimmt zu bei einer Zugabe von Siliziumdioxid in einer Menge höher als 65 Molprozent, Bleioxid in einer Menge weniger als 15 Molprozent, Alkalimetalloxiden in einer Menge weniger als 5 Molprozent oder Bleifluorid in einer Menge weniger als 2 Molprozent. Eine Zugabe von Alkalimetalloxiden über 15 Molprozent führt zu einem geringeren elektrischen Isolationswiderstand und zu einer schlechteren elektrischen Stabilität beim Lebensdauerversuch. Die Wanderung der Alkalimetallionen verhindert man durch die Zugabe von einer geeigneten Menge an Bleioxid. Jedoch nimmt die chemische Beständigkeit bei Zugabe von mehr als 25 Molprozent Bleioxid ab. Oxide zweiwertiger Metalle wirken sich auf die hohe Stabilität der elektrischen Eigenschaften aus und werden erzielt durch Zugabe von mindestens 5 Molprozent, wohingegen eine Zugabe von mehr als 15 Molprozent von diesen zu einem geringeren elektrischen Widerstand führen. Boroxid wirkt sich in der Erzeugung einer gut gesinterten verglasten Schicht und in der Erhöhung des elektrischen Isolationswiderstandes aus. Sein BestandteilThe mole percent of the various ingredients are based on the invention. The devitrification of the The specific compositions given above are obtained by adding silicon dioxide in a 20: Amount less than 50 mole percent or by adding lead fluoride in an amount greater than 8 mole percent promoted. The sintering temperature of the compositions increases with the addition of Silicon dioxide in an amount greater than 65 mole percent, lead oxide in an amount less than 15 mole percent, Alkali metal oxides in an amount less than 5 mole percent or lead fluoride in an amount less than 2 mole percent. An addition of alkali metal oxides above 15 mole percent results in a lower electrical insulation resistance and poorer electrical stability in the lifetime test. The migration of the alkali metal ions is prevented by adding a suitable amount of lead oxide. However, the chemical resistance when more than 25 mol percent lead oxide is added. Oxides of divalent metals affect the high stability of the electrical properties and are achieved by Addition of at least 5 mole percent, whereas an addition of more than 15 mole percent of these lead to a lower electrical resistance. Boron oxide acts in the production of a well-sintered glazed layer and in increasing the electrical insulation resistance. His component
Siliziumdioxid, SiO2 ..Silicon dioxide, SiO 2 ..
Bleioxid, PbO Lead oxide, PbO
Strontiumoxid, SrO ..
Magnesiumoxid, MgO
Lithiumoxid, Li2O ...
Natriumoxid, Na2O ..
Kaliumoxid, K2O ....Strontium oxide, SrO ..
Magnesium oxide, MgO
Lithium oxide, Li 2 O ...
Sodium oxide, Na 2 O ..
Potassium oxide, K 2 O ....
Boroxid, B2O3 Boron oxide, B 2 O 3
Bleifluorid, PbF2 Lead fluoride, PbF 2
MblprozentMbl percent
52,2 bis 53,2 17,8 bis 18,8 2,7 bis 3,7 5,6 bis 6,5 2,0 bis 2,6 2,0 bis 2,6 6,5 bis 7,1 4,5 bis 5,4 3,0 bis 4,052.2 to 53.2 17.8 to 18.8 2.7 to 3.7 5.6 to 6.5 2.0 to 2.6 2.0 to 2.6 6.5 to 7.1 4.5 to 5.4 3.0 to 4.0
Die Zwischenbereichszusammensetzung besitzt alle erwünschten Eigenschaften der Zusammensetzungen des breiteren Bereiches, wie diese weiter oben beschrieben sind.The intermediate composition possesses all of the desirable properties of the compositions of the wider range, as described above.
Gemäß der Erfindung muß die Kombination von Alkalimetalloxiden in einem geeigneten Molverhältnis für einwandfreies Erreichen eines hohen elektrischen Widerstandes von den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen stehen. Das Molverhältnis von Kaliumoxid zu Natriumoxid liegt erwünschtermaßen in dem Bereich von 2:5. Bei Zugabe von Lithiumoxid zu einer Kombination von Kaliumoxid und Natriumoxid muß die Menge vom Lithiumoxid so sein, daß das Verhältnis von Kaliumoxid und Natriumoxid zu LithiumoxidAccording to the invention, the combination of alkali metal oxides must be in a suitable molar ratio for proper achievement of a high electrical resistance of the invention Compositions are available. The molar ratio of potassium oxide to sodium oxide is desirable in the range of 2: 5. When adding lithium oxide to a combination of potassium oxide and sodium oxide, the amount of lithium oxide must be such that the ratio of potassium oxide and Sodium Oxide to Lithium Oxide
K2O-FNa2Q-K 2 O-FNa 2 Q-
Li2OLi 2 O
größer als 1 ist.is greater than 1.
Die folgenden Beispiele von spezifischen neuen Massen werden zur Erläuterung angeführt; sie sind aber nicht als begrenzend anzusehen.The following examples of specific new compositions are given by way of illustration; you are but not to be considered limiting.
Tabelle II Errechnete Zusammensetzung, MolprozentTable II Calculated composition, mole percent
BestandteileComponents
1010
SiO2 .
PbO .
MgO.
SrO .,
CaO .
Li2O
Na2O
K2O .
PbF2
B2O3
Al2O3
NaF ,SiO 2 .
PbO.
MgO.
SrO.,
CaO.
Li 2 O
Na 2 O
K 2 O.
PbF 2
B 2 O 3
Al 2 O 3
NaF,
45,445.4
24,1 5,43 3,9424.1 5.43 3.94
2,39 0,77 5,012.39 0.77 5.01
2,082.08
Bei den Sintergläsern 9 und 10 der früheren Technik (vgl. Tabelle II) handelt es sich um die in der USA.-Patentschrift 2 413 549 (Tabelle ΙΙΙ,Α) und der USA.-Patentschrift 3 106 474 (Tabelle II,b) beschriebenen Sintergläser.The sintered glasses 9 and 10 of the prior art (see Table II) are those in FIG U.S. Patent 2,413,549 (Tables ΙΙΙ, Α) and U.S. Patent 3,106,474 (Table II, b) described sintered glasses.
Die Sintergläser gemäß der Erfindung erhält man durch Einwiegen, (homogenem) Trockenuntermischen und dann Schmelzen der Bestandteile zu einer homogenen flüssigen Masse. Die verschiedenen Reagenzien, wie z. B. die Oxide, kann man zur Ansatzzusammensetzung stöchiometrisch in der Form von Karbonaten oder Nitraten im Hinblick auf den Kostenaufwand, die Stabilität und Bequemlichkeit hinzugeben. Die Schmelztemperatur liegt gewöhnlich im Bereich von 1000 bis 12000C, damit rasche Homogenisierung der Schmelze erzielt wird. Die homogenen erschmolzenen Glaszusammensetzungen frittet man durch Einschütten in Wasser, wodurch Festkörperpartikeln oder -körner entstehen. Anschließend vermahlt man diese Partikeln oder Körner zu einem 'feinen Pulver, um sie für die anschließende Verwendung bei der Herstellung von Kondensatoren vorzubereiten. . ■ . The sintered glasses according to the invention are obtained by weighing in, (homogeneous) dry mixing and then melting the constituents to form a homogeneous liquid mass. The various reagents, such as B. the oxides can be added to the batch composition stoichiometrically in the form of carbonates or nitrates in view of cost, stability and convenience. The melting temperature is usually in the range from 1000 to 1200 ° C. so that rapid homogenization of the melt is achieved. The homogeneous molten glass compositions are fried by pouring them into water, which results in solid particles or grains. These particles or grains are then ground into a 'fine powder in order to prepare them for subsequent use in the manufacture of capacitors. . ■.
Ein typisches Arbeitsbeispiel ist folgendes:A typical working example is the following:
Ein inniges (homogenes) Gemisch von 32,1 Gewichtsteilen Siliziümdioxid, 41,3 Gewichtsteilen Bleioxid,
2,4 Gewichtsteilen Magnesiumoxid, 3,4 Gewichtsteilen Strontiumoxid, 0,7 Gewichtsteilen Lithiumoxid,
1,4 Gewichtsteilen Natriumoxid, 6,5 Gewichtsteilen Kaliumoxid, 8,7 Gewichtsteilen Bleifluorid
und 3,5 Gewichtsteilen Boroxid, alle in fein gepulverter Form, wird geschmolzen. Jedes der
angegebenen Oxide kann durch die stöchiometrisch äquivalente Menge von dem entsprechenden Karbonat
oder Nitrat ersetzt werden. Das erhaltene homogene erschmolzene Glas wird dann in Wasser einströmen
gelassen bei Umgebungstemperatur, und schließlich wird die so erhaltene Fritte in Pulverform zerkleinert
wie sie geeignet ist für die Herstellung eines Glasemails der zuvor beschriebenen Art.
Die Sintergläser gemäß der Erfindung benutzt man in Form von Glasemails, die die gepulverten
glasartigen Materialien in einem flüssigen Träger, wie z. B. Äthylzellulose, aufweisen. Aufgebracht wird
die Glasemail mittels Sprühtechnik, und man fertigtAn intimate (homogeneous) mixture of 32.1 parts by weight of silicon dioxide, 41.3 parts by weight of lead oxide, 2.4 parts by weight of magnesium oxide, 3.4 parts by weight of strontium oxide, 0.7 parts by weight of lithium oxide, 1.4 parts by weight of sodium oxide, 6.5 parts by weight of potassium oxide, 8 , 7 parts by weight of lead fluoride and 3.5 parts by weight of boron oxide, all in finely powdered form, is melted. Each of the specified oxides can be replaced by the stoichiometrically equivalent amount of the corresponding carbonate or nitrate. The homogeneous molten glass obtained is then allowed to flow into water at ambient temperature, and finally the frit thus obtained is comminuted in powder form as it is suitable for the production of a glass enamel of the type described above.
The sintered glasses according to the invention are used in the form of glass enamel, which the powdered vitreous materials in a liquid carrier, such as. B. ethyl cellulose have. The glass enamel is applied using spray technology, and production is carried out
ίο eine Elektrode mit Silberpaste nach einer Siebdruckmethode. Dieses Verfahren, das aus einem Versprühen und Quetschen besteht, wiederholt man zur Erzeugung einer gegebenen Anzahl von Schichten von Glasemail und Elektrode. Nach Aufbau der geschichteten Blöcke werden diese getrocknet und 15 Stunden bei etwa 600 bis 650° C gesintert. Die Erhitzungsgeschwindigkeit beträgt etwa 100°C/Std. oder ist höher. So hergestellte Kondensatoren wurden einer 72stündigen Lebensdauerprüfung bei 200° C unter der elektrischen Beanspruchung von 50 Volt unterworfen. Die Streuungsfaktoren und elektrischen Isolationswiderstände wurden bei 20, 125 und 200:C vor und nach dem Lebensdauerversuch bestimmt. Die Ergebnisse sind in Tabelle III aufgeführt. Die Kapazitäten von Proben in Tabelle III waren etwa 200 pF. Wie aus Tabelle III zu entnehmen ist, haben die Massen gemäß der Erfindung einen niedrigen Streuungsfaktor und einen hohen Isolationswiderstand sogar bei 2000C. Nach 72stündigem Lebensdauerversuch weisen die erfindungsgemäßen Massen auch ausnehmend niedrige Streuungsfaktoren bei 200° C auf. Obgleich es in der Literatur keine verfügbaren Daten über die elektrischen Eigenschaften der typischen früheren Massen, wie nach Tabelle II, bei hohen Temperaturen von etwa 2000C gibt, ist doch einwandfrei aus Tabelle III zu entnehmen, daß außergewöhnlich stabile elektrische Eigenschaften bei hohen Temperaturen durch die erfindungsgemäßen Massen erzielt werden können.ίο an electrode with silver paste using a screen printing method. This process, which consists of spraying and squeezing, is repeated to produce a given number of layers of glass enamel and electrode. After the layered blocks have been built up, they are dried and sintered at around 600 to 650 ° C. for 15 hours. The heating rate is about 100 ° C / hour. or is higher. Capacitors produced in this way were subjected to a 72-hour service life test at 200 ° C. under an electrical load of 50 volts. The scatter factors and electrical insulation resistances were determined at 20, 125 and 200 : C before and after the service life test. The results are shown in Table III. The capacities of samples in Table III were approximately 200 pF. As can be seen from Table III, the compositions according to the invention have a low scattering factor and a high insulation resistance even exhibit at 200 0 C. After 72 hours, life test compositions of the invention also exceedingly low scattering factors at 200 ° C. Although there is no available data in the literature on the electrical properties of the typical earlier compositions, as in Table II, at high temperatures of about 200 ° C., it can be clearly seen from Table III that exceptionally stable electrical properties at high temperatures result the compositions of the invention can be achieved.
. Tabelle III. Table III
I. R. = Elektrischer Isolationswidcrstand.I. R. = electrical insulation resistance.
D. F. = Streuungsfaktor.D. F. = dispersion factor.
+) Die Messung wurde bei 200C vorgenommen. + ) The measurement was carried out at 20 ° C.
Claims (1)
Family
ID=
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE2719250C3 (en) | Optical glass with a refractive index from 1 ^ 7 to 1.98 and an Abbe number from 18 to 46 | |
DE3131276A1 (en) | METHOD FOR STRENGTHENING RADIOACTIVE WASTE | |
CH654562A5 (en) | SCINTILLATION GLASS. | |
DE2635140A1 (en) | EYEGLASSES WITH HIGH MECHANICAL STRENGTH | |
DE1596851A1 (en) | Resistance material and resistor made from this resistance material | |
DE1496644C2 (en) | Silver-containing coating compound | |
DE1496544A1 (en) | Glass compounds for electrical resistance layers | |
DE1496576C (en) | Sintered glass with a stable dielectric constant over a temperature range of 55 to 125 degrees C. | |
DE1113407B (en) | Process for the production of a ceramic, dielectric material | |
EP3309800B1 (en) | Method for producing a layer structure using a paste based on a resistance alloy | |
DE1465704B2 (en) | RESISTANCE MEASURES TO. BURN ON CERAMIC RESISTANCE BODY | |
DE1448101B2 (en) | ||
DE1496576B2 (en) | SINTER GLASS WITH A STABLE DIELECTRICITY CONSTANT OVER A TEMPERATURE RANGE FROM 55 TO 125 DEGREE | |
US3421916A (en) | Vitreous ceramic compositions | |
DE1496482B2 (en) | Boron-free glass frit for acid- and alkali-resistant, crack-proof enamel coatings for hot water containers | |
DE738104C (en) | Dielectric for electrical capacitors | |
DE2617155B2 (en) | Glass based on SiO2 O3 -SrO-CaO-Na2 O-Li2 O with increased electrical resistance, good chemical resistance in the temperature range from 90 to 150 degrees C and a linear expansion coefficient of 12 to 98 times 10 ~ 7 / degrees C, as well as its use | |
DE2950221C2 (en) | Dense optical crown glass in the system SiO &darr; 2 &darr; -B? 2? O? 3? -Ba O -CaO-La 2 O 3 | |
DE1596898C3 (en) | Glass electrode with low electrical resistance and high electrical potential per pH unit | |
DE2653581A1 (en) | Optical glass based on oxides of silicon, boron and lanthanum - having high index of refraction and low dispersion | |
DE1816391A1 (en) | High temperature glasses | |
DE2946679A1 (en) | RESISTANCE MATERIAL, ELECTRICAL RESISTANCE AND METHOD FOR PRODUCING THE SAME | |
DD273828A5 (en) | Lead borate glass and process for producing a Pb3O4-free solder glass composition | |
DE3134584C2 (en) | ||
DE1149140B (en) | Frit for the production of luminous enamel |