DE1796232B1 - Waermeabsorbierende und elektrisch hochisolierende verschmel zglaeser mit waermedehnungskoeffizienten zwischen 91,5 und 94,9 x 10 hoch 7 pro grad c (20 bis 300 grad c) zum ver schmelzen mit hilfe von heizstrahlen - Google Patents

Waermeabsorbierende und elektrisch hochisolierende verschmel zglaeser mit waermedehnungskoeffizienten zwischen 91,5 und 94,9 x 10 hoch 7 pro grad c (20 bis 300 grad c) zum ver schmelzen mit hilfe von heizstrahlen

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DE1796232B1 DE19681796232 DE1796232A DE1796232B1 DE 1796232 B1 DE1796232 B1 DE 1796232B1 DE 19681796232 DE19681796232 DE 19681796232 DE 1796232 A DE1796232 A DE 1796232A DE 1796232 B1 DE1796232 B1 DE 1796232B1
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Description

mantelung eingeschlossen werden, ist man immer io Eisenoxidzusätzen von 2 bis 6 Gewichtsprozent. Sie mehr zur Verwendung von strahlenden Heizleitern sind abgeleitet von den schon lange bekannten sogeübergegangen. Voraussetzung hierfür ist. daß die nannten Bleifußgläsern mit etwa 30 Gewichtsprozent verwendeten Gläser hinreichende Infrarotabsorption Bleioxid, welche in der Elektrotechnik Verwendung aufweisen. finden, z. B. zur Fertigung von Röhrensockeln und
Die Erhitzung der Gläser durch direkt strahlende 15 als elektrisch hoch isolierende Halsgläser in der Heizleiter erfolgt bei günstigen Absorptionseigen- Produktion von Schwarz-Weiß-Bildröhren,
schäften zwischen 1,1 und 1,8 μηι mit sehr hohem Bei derart bleioxidreichen Gläsern kann es in
Wirkungsgrad. Infolgedessen lassen sich die Aufheiz- reduzierender Atmosphäre leicht zur Ausscheidung zeiten solcher wärmeabsorbierender Gläser gegen- von Blei und damit zur Schwarzfärbung kommen, über nicht wärmeabsorbierenden Gläsern gleicher 20 was bei der Verwendung solcher Gläser in der Elektro-Zähigkeit ganz erheblich verkürzen bzw. sind Ver- technik nicht erlaubt ist, weil dies zu Stromdurchschmelzungen bei gleicher Zeitdauer mit geringerer schlagen führen kann. Die Gläser der vorliegenden Heizleistung möglich. Für die Lebensdauer der Heiz- Erfindung sind entweder frei von Bleioxid oder entleiter ist das ein nicht zu übersehender Vorteil. Einen halten erheblich weniger Bleioxid als die bisher weiteren Vorteil bieten derartige Gläser durch die 25 bekannten Verschmelzgläser; sie sind im Preis gün-Möglichkeit, Verschmelzvorgänge unter extrem sau- stiger, und sie bieten im Zähigkeitsverhalten i£mberen Arbeitsbedingungen, z. B. unter Schutzgas. und FrTemperaturen( eine breitere Auswahlmögeiner oxydierenden, reduzierenden oder neutralen lichkeit, so daß für jeden Anwendungsbereich das Atmosphäre oder unter Vakuum auszuführen. passende Glas gefunden werden kann. Im elektrischen
Für viele Heizleiter liegt das Maximum der Strah- 30 Isolationsvermögen (7iI00-Werte) sind die erfindungslungsenergie zwischen 1 und 2 um. In diesem Bereich gemäßen Gläser den bekannten bleioxidreichen Gläsollte also die Absorption dieser Verschmelzgläser sern (PbO > 20 Gewichtsprozent) gleichwertig INr. 1, ein Maximum erreichen. Am einfachsten erkennt 2, 5, 6) oder sogar überlegen (Nr. 3, 4, 7, 8).
man das aus den Transmissionskurven der Gläser. Die vorliegende Erfindung umfaßt Zusammen-
die für diese Wellenlänge ein Minimum der Durch- 35 Setzungen von infrarotabsorbierenden Gläsern für lässigkeit aufweisen müssen. den Strahlungsbereich von 1,0 bis 2,0 μτη, die zur
Ziel der vorliegenden Erfindung sind wärmeabsor- Erreichung der Wärmeabsorption entweder nur Eibierende und elektrisch hoch isolierende Verschmelz- senoxid oder Eisenoxid und Kobaltoxid enthalten glaser mit Wärmedehnungskoeffizienten zwischen 91.5 und die nach dem Gehalt an Bleioxid, Fluor, Bor- und 94,9 · 10~"7/°C (20 bis 3000C) zum Verschmelzen 40 säure. Aluminiumoxid und von Oxiden der 2-wertigen mit Hilfe von Heizstrahlern. Elemente in vier Gruppen unterteilt werden können:
Die angestrebten Verschmelzgläser sollen insbesondere für das Verschmelzen mit Nickel-Chrom-Eisen- und Nickel-Mangan-Eisen-Legierungen geeignet sein und eine maximale Infrarotabsorption zwisehen 1 und 2 μΐπ aufweisen.
Dieses Ziel wird erreicht mit Gläsern, die höchstens 17 Gewichtsprozent PbO und 3,0 bis 5,0 Gewichtsprozent Fe3O4 oder 1,5 bis 3,5 Gewichtsprozent Fe3O4+ 0,7 bis 1,0 Gewichtsprozent CoO im Ansatz enthalten.
Zur Erzielung einer hohen Wärmeabsorption ist es erforderlich, daß die Eisen-Ionen in der 2-wertigen Form vorliegen. Aus diesem Grunde darf der Glassatz keine oxydierenden Zusätze erhalten und muß unter neutraler Atmosphäre erschmolzen werden.
Mitunter ist es vorteilhaft, geringe Reduktionsmittelzusätze, wie Holzkohlepulver oder Zucker, einzuführen. Als Läutermittelzusätze sind Natriumchlorid oder Ammoniumchlorid geeignet.
Wird das Eisenoxid teilweise durch Kobaltoxid ersetzt, läßt sich das Minimum in der Transmission von 1,1 bis 1,8 μΐη erweitern. Hierdurch erhalten derartige Gläser einen breiteren Einsatzbereich für
1. Bleioxidfreie Glaszusammensetzungen mit einem hohen Fluorgehalt und einem Gehalt an Borsäure, Aluminiumoxid und Bariumoxid von 10 bis 10,80 Gewichtsprozent.
2. Bleioxidhaltige Glaszusammensetzungen mit 17 Gewichtsprozent Bleioxid, einem geringen Fluorgehalt und 9,7 Gewichtsprozent an Borsäure, Aluminiumoxid und Zinkoxid.
3. Fluor- und borsäurefreie bleioxidhaltige Glaszusammensetzungen mit 15,1 bis 15,70 Gewichtsprozent Bleioxid und 2,00 Gewichtsprozent Aluminiumoxid.
4. Fluorfreie bleioxidhaltige Glaszusammensetzungen mit 14 Gewichtsprozent Bleioxid und 6,6 bis 7,2 Gewichtsprozent an Borsäure, Aluminiumoxid und Bariumoxid.
Alle erfindungsgemäßen Gläser haben im Temperaturbereich von 20 bis 300C Wärmedehnungskoeffizienten von 91.5 bis 94.9 · 10 ""V C. Sie sind deshalb mit den eingangs genannten Metallegierungen
Heizleiter mit einer maximalen Strahlungsenergie 65 gut verschmelzbar. Die nur Eisenoxid enthaltenden zwischen 1 und 2 μΐη. Gläser sind besonders geeignet für die Verwendung
Gläser mit geringen Gehalten an Eisen- und/oder von Heizleitern mit einer maximalen Strahlungs-Kobaltoxiden sind bekannt, z. B. aus den USA.- energie bei etwa 1,1/1,2 μηι. während die Eisen- und
Kobaltoxid enthaltenden Gläser die Verwendung von Heizleitern mit einer maximalen Strahlungsenergie zwischen 1,1 und 1,8 um erlauben.
In der folgenden Tabelle sind acht erfindungsgemäße Glaszusammensetzungen (in Gewichtsprozent des Ansatzes) mit den physikalischen Eigenschaftswerten aufgeführt.
In der Zeichnung sind die entsprechenden Transmissionskurven der Gläser für eine Schichtdicke von 0,5 mm dargestellt. Kurve 1 zeigt den Transmissionsverlauf der nur Eisenoxid enthaltenden Gläser (Nr. 1, 3, 5, 7) und Kurve 2 den Transmissionsverlauf der Eisen- und Kobaltoxid enthaltenden Gläser (Nr. 4, 6, 8).
Gewichtsprozent-Zusammensetzungen von acht infrarotabsorbierenden Verschmelzgläsern
Bestandteile
Nr.
Nr.
Nr. 4
Nr. 5
Nr. 6
Nr. 7
Nr.
SiO2 ., B2O3.. Al2O3 . Li2O .. Na2O . K2O .. ZnO .. BaO... PbO .. Fe3O4 . CoO ..
F
Zucker NH4Cl NaCl ..
67,20 2,50 2,00 0,50 4,50
13,00
5,40 3.00
1,90 0,10
0,50
67,20 2.50 2,00 0,50 4,50
13.00
6.20
1.50 0,70 1,90 0,10
0,50 52,30
5.00
1,20
1,40
3,50
11,30
3,00
17,00
5,00
52,30
5,00
1,20
1,40
3,50
11,30
3,50
17,00
3.50
1,00
0,30
0.10
0,50
61,80
2,00
0,60
4,00
12,00
15,10
4,50
0,10
0,50
61,80
2,00
0,60
4,00
12,00
15,70
3,00
0.90
0,10
0,50
58,30 3,00 2,00 0,60 3,80
12,20
1,60
14,00
4,50
0,10 0.50
58,30 3,00 2,00 0,60 3,80
12,20
2,20
14,00
3,00
0,90
0,10 0,50
Summe Gewichtsprozent
100,60
100,60 100.60 100.60 100,60
100,60
100.60
100,60
Hx 107 (20 bis 3000C)/0 C Tg(0C); η ~ ΙΟ13·5 Ρ .... Ew(0C); η = 107-6P ....
VA (0C); η = 104P
Dichte (g/ccm)
rfc100(°C);o = 108ß-cm
91,9 428 651 965
2,53 310
92,5 428 655 965
2,54 305
92,0 433 608 873
2.91 348 91,5
437
604
S78
2,90
355
93.2
430
635
1025
2,74
308
93,8
422
638
1017
2,75
312
94,9 453 635 931
2.80 331
94,0 453 640 940
2,79 327

Claims (2)

Patentansprüche:
1. Eisen(II)-oxid und gegebenenfalls Kobaltoxid enthaltende wärmeabsorbierende und elektrisch hoch isolierende Verschmelzgläser, insbesondere für Nickel-Chrom-Eisen- und Nickel-Mangan-Eisen-Legierungen, mit maximaler Infrarotabsorption zwischen 1 und 2 am. die für das Verschmelzen mit Hilfe eines Heizstrahlers geeignet sind und im Temperaturbereich von 20 bis 300° C einen Wärmedehnungskoeffizienten von 91,5 bis 94,9 · 10"7/°C aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß sie höchstens 17 Gewichtsprozent PbO und 3,0 bis 5,0 Gewichtsprozent Fe3O4 oder 1,5 bis 3,5 Gewichtsprozent Fe3O4 + 0,7 bis 1,0 Gewichtsprozent CoO im Ansatz enthalten.
2. Verschmelzgläser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie im Ansatz, berechnet als Oxide:
Gewichtsprozent
SiO, 52,3 bis 67,2
B,O~3 0 bis 5,0
At2O3 1,2 bis 2,0
LUO 0,5 bis 1,4
Na10 3.5 bis 4,5
K-, Ö 11,3 bis 13,0
ZnO 0 bis 3,5
BaO 0 bis 6,2
PbO 0 bis 17,0
Fe3O4 1.5 bis 5,0
CoO 0 bis 1,0
sowie Fluoride, berechnet als
Fluor 0 bis 1,9
und außerdem
Zucker 0,1
NH4Cl 0 bis 0,5
NaCI 0 bis 0,5
enthalten.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
copy
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