DE2004234B2 - Haertbares hydrolytisch verbessertes glas zum herstellen von elektrotechnischen isolierbauteilen - Google Patents

Haertbares hydrolytisch verbessertes glas zum herstellen von elektrotechnischen isolierbauteilen

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DE2004234B2
DE2004234B2 DE19702004234 DE2004234A DE2004234B2 DE 2004234 B2 DE2004234 B2 DE 2004234B2 DE 19702004234 DE19702004234 DE 19702004234 DE 2004234 A DE2004234 A DE 2004234A DE 2004234 B2 DE2004234 B2 DE 2004234B2
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glass
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glasses
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Werner Dr rer nat Baum Wilhelm Dipl Phys Dr Ing 6500 Mainz Sack
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Schott AG
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Jenaer Glaswerk Schott and Gen
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL 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
    • C03C3/00Glass compositions
    • C03C3/04Glass compositions containing silica
    • C03C3/076Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight
    • C03C3/089Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing boron
    • C03C3/091Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing boron containing aluminium

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  • Glass Compositions (AREA)

Description

1 2
Die Erfindung betrifft Glaszusammensetzungen, die Ziel der vorliegenden Erfindung sind neue Glasfür die Herstellung von elektrischen Isolierbauteilen, zusammensetzungen für die Herstellung von Glasbeispielsweise von gehärteten Glasisolatoren, bestimmt isolatoren, die die Nachteile der bisher für diesen sind. Zweck verwendeten Glaszusammensetzungen nicht
Gläser für elektrische Isolierzwecke enthalten im 5 aufweisen und insbesondere folgende Eigenschaften
allgemeinen Bleioxid. Wegen dieses PbO-Gehaltes besitzen:
sind solche isolierenden Gläser relativ schwer kost- L Hohe Wärmedehnungskoefnzienten und hohe
spiehg und fur eme Härtung (Erzeugung einer Druck- E.Moduis, darmt die Gläser optimal gehärtet
vorspannung in der Oberflache) wenig geeignet. werden können-
Außerdem wird z. B. für Gleichspannungsisolatoren xo 2 hohg Transformationstemperaturen (Tg-Werte);
die Verwendung von Bleiglas deshalb vermieden wed auch diese Eigenschaft ist für die Härtung eine
es bei hohen Feldstarken und Temperaturen sehr eicht wicMi Voraussetzung, weil nur damit die hohen
zur Bleiausscheidung (»Bleibaume«) kommen kann, oberflächlichen Druckvorspannungen im Betrieb
wodurch die Isolierkörper zerstört werden. aufrechterhalten werden können;
Fur Hochspannungsisolatoren, ζ B Kappenisola- 15 3_ verbessertes elektrisches Isolationsvermögen;
toren aus Glas, werden häufig Alkali-Kalk-Silikat- 4 chemische Beständigkeit; die neuen Gläser
gaser verwendet, bei denen das Verhältnis der Alkalien soUten in ^ bessere Klasse faUen als die
Na und K zueinander so gewählt ist daß em Minimum hydrolytische Klasse 4 (meist Verwendung im
des Verlustfaktors erreicht wird. Er liegt bei diesen FreienV
Gläsern allgemein im Bereich um 30 · 10~3 bei 50 Hz; 20 5_ hohe Entglasungsf estigkeit (wichtig und notwendig
die Dielektrizitätskonstante hegt bei etwa 7, der für Automatenfertieune)
r*100-Wert (^ = IO8Q-Cm) bei 200 bis 2500C. tür Automatenlertigung;.
Der Verlustfaktor der bekannten Isolationsgläser ist Außerdem sollen die Gläser ein so günstiges Zähig-
jedoch für viele Zwecke noch unerwünscht hoch, der keitsverhalten aufweisen, daß sie bei relativ tiefen
Tk 10(ΓWert zu niedrig. Insgesamt werden heute Gläser 25 Temperaturen erschmolzen, geläutert und vollauto-
mit einem höheren Isolationsvermögen gefordert. matisch verarbeitet werden können.
Ein weiterer Nachteil der bekannten Isolations- Es wurde nun gefunden, daß sich diese Bedingungen glaser ist ihre relativ geringe chemische, insbesondere in vollem Maße erfüllen lassen durch Gläser, die hydrolytische Beständigkeit. Die hierfür bekannten folgenden Zusammensetzungsbereich in Gewichts-Gläser liegen in der 4. hydrolytischen Klasse. 30 prozent aufweisen:
Von besonderer Bedeutung für die Entwicklung ,
moderner Glasisolatoren ist schließlich die Härtung SiO2 57,4 bis 66,5
solcher Gläser geworden; durch Erzeugung einer B2O3 2,5 bis 10,7
Druckvorspannung in der Glasoberfläche kann die Al2O3 5,0 bis 7,6
mechanische Festigkeit der Isolatoren erheblich ver- 35 Na2O 3,5 bis 5,0
bessert werden. Viele der bekannten Isolationsgläser K2O 13,0 bis 16,7
haben einen zu niedrigen Wärmedehnungskoeffi- BaO 2,0 bis 5,0
zienten und zu niedrige Ε-Moduls, um optimal CaO 2,0 bis 4,0
gehärtet werden zu können. MgO 0,0 bis 2,0
Komponenten
Gewichtsprozent Zusammensetzung von
Nr. 1
Nr. 2
Nr. 3
Nr. 4
Nr. 5
SiO2
B2O3
Al2O3
Na2O
K2O
BaO
CaO
MgO
Summe Gewichtsprozent
oc ■ 107 (20 bis 300°C)/°C
Tg (0C); η ~ ΙΟ13-5 Poise
Ew (0C); η ~ 107·6 Poise
Va (0C); η ~ 104 Poise
AT(Va-Bv/)
Diente (g/cem)
T4100(0C) (ρ = 108Ω· cm)
Ε-Modul (kp/mm2)
Hydrolytische Beständigkeit nach DIN 12 111
Laugenbeständigkeit nach DIN 52 322
Entglasungsverhalten
66,5 2,5 5,0 5,0
13,0 5,0 3,0
60,0
5,0
7,6
4,0
16,4
3,0
4,0
60,0 5,6 7,0 3,7
16,7 2,0 3,0 2,0
60,4 7,2 5,0 4,0
16,4 3,0 4,0
57,4
10,7
16,4
100,0
100,0
100,0
100,0
100,0
89,0
544
750
1117
367
2,52 303 7113
0,14 (III. Kl.)
119 (II. Kl.)
90,4
2,52
308
7378
0,06
(II. Kl.)
135
(II. Kl.)
88,5
562
758
1082
324
2,48 307 7226
0,05 (II. Kl.)
143 (II. Kl.)
91,0
565
736
1012
276
2,53 327 7542
0,08 (III. Kl.)
150 (II. Kl.)
88,0 564 728 994 266
2,55 337 7610
0,10 (III. Kl.)
203 (III. Kl.)
> 775°C keine Kristallisation nach 60 Minuten Temperzeit und aufsteigender Temperatur
3 4
Es hat sich gezeigt, daß die Gläser einen hohen teilen, gekennzeichnet durch folgenden
Wärmedehnungskoeffizienten > 88 · 10~7/°C sowie Zusammensetzungsbereich in Gewichtsprozent:
ein elektrisches Isolationsvermögen Tk100 > 3000C gjQ 57 4 bis 66
aufweisen. B q2 25 bis
Die Tabelle enthält fünf Ausführungsbeispiele in 5 Al O 50 bis
Gewichtsprozent aus dem zuvor genannten Zu- -^* q ^'5 bis
sammensetzungsbereich, zusammen mit den Eigen- ^ q -jj'o ^j5 γ£η
schaftswerten. BaQ 20 bis
Alle Gläser nach der Erfindung lassen sich entweder q~ 20 bis
mit maximal 0,10 Gewichtsprozent As2O3 oder mit 10 MeO 00 bis
maximal 0,15 Gewichtsprozent Na2O als Sulfat läutern, ' '
bei gleichzeitiger Einführung von 0,70 Gewichts- 2. Glas nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch
Prozent Na2O oder 0,70 Gewichtsprozent K2O als folgende Zusammensetzung in Gewichtsprozent:
Nitrat. ^ 5 «^q
Die Gläser nach der Erfindung lassen sich zwischen 15 25 B O2
1440 und 14700C erschmelzen; die Läutertemperatur /q Al O
beträgt 14800C. Die Verarbeitungstemperaturen bei ^'q -^ q
Einsatz eines Preßautomaten liegen zwischen 1100 und 23Ό K 6
12000C und die Kühltemperaturen für die gefertigten ^ ^
Artikel zwischen 560 und 5800C. Die Kühlzeit hängt 20 ^
ab von der Wandstärke der Artikel. Im allgemeinen '
sind 1I2 bis 2 Stunden ausreichend. 3. Glas nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch
folgende Zusammensetzung in Gewichtsprozent
Ausführungsbeispiel 1 60,0 SiO2
Erforderliche Rohstoffmengen für 100 kg berechnetes 7'0 A1 Λ
Glas: 49,00 kg Sand, 3,80 kg Rasorit, 26,20 kg 3'7Na2O3
Kalifeldspat, 0,34 kg Natriumsulfat, 1,90 kg Natrium- γ£η ^- q
nitrat, 4,94 kg Soda, 15,00 kg Pottasche, 5,40 kg Kalk, 2Ό BaO
6,50 kg Bariumkarbonat. 30 3'q QaQ
Ausführungsbeispiel 4 2,0 MgO
Erforderliche Rohstoffmengen für 100 kg berechnetes 4 G]sß nach An h x gekennzeichnet durch
Glas: 43,00 kg Sand, 11,00 kg Rasorit, 26,20 kg Kali- folgende Zusammensetzung in Gewichtsprozent:
feldspat, 0,34 kg Natriumsulfat, 0,80 kg Soda, 1,50 kg 35
Kaliumnitrat, 18,96 kg Pottasche, 7,20 kg Kalk, 57,4 SiO2
3,90 kg Bariumkarbonat. 10,7 B2O3
5,0 Al2O3

Claims (1)

Patentansprüche: 3,5 Na2O 40 16,4 K2O
1. Härtbares, hydrolytisch verbessertes Glas 5,0 BaO
zum Herstellen von elektrotechnischen Isolierbau- 2,0 CaO
DE19702004234 1970-01-30 1970-01-30 Haertbares hydrolytisch verbessertes glas zum herstellen von elektrotechnischen isolierbauteilen Pending DE2004234B2 (de)

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