DE2116155C - Bleioxid und banumoxidfreie, warmeab sorbierende Verschmelzglaser mit nur gering fugiger Verdampfungsrate wahrend des mit Hilfe von Heizstrahlern ausgeführten Ver schmelzens mit Warmeausdehnungskoeffizien ten von 90,9 bis 93,5 10 7/Grad C (20 300 Grad C), Erweichungstemperaturen von 648 bis 672 Grad C und Verarbeitungstemperaturen von 945 bis 999 Grad C - Google Patents
Bleioxid und banumoxidfreie, warmeab sorbierende Verschmelzglaser mit nur gering fugiger Verdampfungsrate wahrend des mit Hilfe von Heizstrahlern ausgeführten Ver schmelzens mit Warmeausdehnungskoeffizien ten von 90,9 bis 93,5 10 7/Grad C (20 300 Grad C), Erweichungstemperaturen von 648 bis 672 Grad C und Verarbeitungstemperaturen von 945 bis 999 Grad CInfo
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Description
sowie Fluoride, berechnet als Fluor
F2 O bis 0,4
2. v/erschmelzglas nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß es im Ansatz, berechnet als Oxide, enthält:
Gewichtsprozent
SiO2 69,65
B2O3 2,50
Al2O3 2,70
Li2O 1,00
Na20 13,00
K20 2,00
MgO 2,10 Ao
CaO 3,25
Fe2O3 3,80
NH4Cl 0,30
45
In den letzten Jahren haben wärmeabsorbierende Verschmelzgläser an Bedeutung gewonnen. Derartige
Gläser finden bevorzugt in Rohrform Verwendung zur isolierenden gasdichten Umhüllung elektronischer
Bauteile, wie z. B. von Schaltkontakten aus Nickel-Mangan-Eisen oder Nickel-Chrom-Eisen-Legierungen.
Die Verschmelzung des metallischen Durchführungsteiles mit dem wärmeabsorbierenden Ummantelungsglas
erfolgt unmittelbar durch Heizstrahler, deren Infrarotstrahlung im Wellenlängenbereich von I bis
μίτι von dem Glas weitgehend absorbiert wird. Der
Verschmelzvorgang wird je nach der Art der Durchführungsmetaile entweder in einer bestimmten Gasatmosphäre
oder im Vakuum ausgeführt. In der Patentanmeldung P 17 96 232.2-45, in der französischen
Patentschrift 1 451 798 und in der deutschen Offenlegungsschrift 1 942 918 sind derartige wärmeabsorbierende
Verschmelzgläser beschrieben.
Es zeigt sich nun in der Praxis, daß diese Gläser den Anforderungen nur unvollkommen gerecht werden.
Die Nachteile dieser Gläser bestehen darin, daß sie Bestandteile enthalten, die beim Verschmelzprozeß
in neutraler oder oxydierender Atmosphäre aus dem Glas verdampfen und sich an anderen Stellen, z. B.
auf den metallischen Kontakten, als deutlich wahrnehmbare Kondensate niederschlagen. Die einwandfreie
Funktion eines solchen Kontaktes wird dadurch verhindert. Dieses Verhalten zeigen die bleioxidhaltigen
Gläser nach der französischen Patentschrift 1451 798 und die fluorhaltigen Gläser nach der
Patentanmeldung P 14 51798 mit einem Fluorgehalt > 0,4 Gewichtsprozent.
Erfolgt der Verschmelzprozeß in reduzierender Atmosphäre, so sind bleioxidhaltige Gläser ebenfalls
ungeeignet. Das Bleioxid wird hierbei zu metallischem
Blei reduziert, was zu einer Schwarzfärbung des Glases führt.
Neueste Untersuchungen haben ferner ergeben, daß auch bariumoxidhaltige Gläser, z. B. nach der deutschen
Offenlegungsschrift 942 918. für die Fertigung derartiger Kontakte (Reedkontakte) in reduzierender
Atmosphäre Mängel aufweisen. So wurde gefunden, daß bei Verwendung bariumoxidhaltiger Gläser die
Kontakte, insbesondere von Schaltern mit GoId-Silber-Kontaktfiächen,
zum Kaltverschweißen neigen. Man nimmt an, daß beim Verschmelzprozeß entstehende
Spuren von metallischem Barium als Getterstoff diese Störung verursachen.
Ziel der vorliegenden Erfindung sind Glaszusammensetzungen, welche die geschilderten Nachteile
der bekannten wärmeabsorbierenden Gläser nicht aufweisen und die eine funktionsgerechte Fertigung
der als Reedkontakce bekanntgewordenen Schaltelemente ermöglichen.
Dieses Ziel wird erfindungsgemäß erreicht mit Gläsern, die im Ansatz, berechnet als Oxide, enthalten:
Gewichtsprozent
SiO2 63,7 bis 72,15
B2O3 0 bis 3
Al2O3 2 bis 7
Li2O 0,8 bis 1
Na20 10,7 bis 13,7
K20 2 bis 5
MgO 1,6 bis 2,8
CaO 3,25 bis 4
Pe3O4 f I.... 3 bis 4,5
sowie Fluoride, berechnet als Fluor
F2 ,. 0 bis 0,4
und gegebenenfalls
Zucker 0 bis 0,3
NH4Cl 0 bis 0,5
NaCI 0 bis 0,5
Der Zusatz an Zucker dient zur Verstärkung der Wärmeabsorption der Gläser zwischen 1 und 3 μίτι,
d. h. zur Verschiebung des Eisen-II/III-Gleichgewichtes
nach der 2wertigen Seite.
NH4Cl und NaCl dienen als Läutermittel.
Die Wärmedehnungskoeffizienten der ^rfindungsgemäßen
Gläser sind zur Erzielung einer spannungsan.ien und damit mechanisch haltbaren Verschmelzung
denen der eingangs erwähnten Verschmelzlegierungen angepaßt. Im Temperaturbereich von
20 bis 30O0C haben diese Gläser WärmedehnungskoefHzienten
von etwa 90 bis 94 x 10~7/°C
Durch Einführung von 3,0 bis 4,5 Gewichtsprozent Fe3O4 oder auch von 3,0 bis 3,7 Gewichtsprozent
Fe3O4 + 0,4 bis 0,8 Gewichtsprozent CoO haben die
Gläser das Maximum der Wärmeabsorption zwischen 1 und 3 μΐη.
Weiterhin sind die erfindungsgemäßen Gläser trotz Beseitigung der geschilderten Mängel noch weich
genug, um bei relativ niedrigen Temperaturen eine einwandfreie und praktisch kondensatfreie Verschmelzung
mit den Einschmelzlegierungen zu ermögliehen. Sie haben Erweichungstemperaturen (£w;
η = ΙΌ7·6 Poise) von 648 bis 672° C und Verarbeitungstemperaturen
(VA; η = 10* Poise) zwischen 945
und 999° C.
Wie bereits erwähnt, können zur Verbreiterung des Maximums der Wärmeabsorption 0,4 bis 0,8 Gewichtsprozent
Fe3O4 durch CoO ersetzt werden.
Zur Charakterisierung des erfindungsgemäßen Zusammensetzungsbereiches
enthält die folgende Tabelle fünf Ausfuhrungsbeispiele von Glaszusammensetzungen
in Gewichtsprozent mit den hier interessierenden Eigenschaftswerten:
| Bestandteile | Nr. 1 | Nr. 2 | Nr. 3 | Nr. 4 | Nr. 5 |
| SiO1 | 63,70 3,00 7,00 0,80 10,70 5,00, 1,60 3,70 |
67,70 3,00 3,00 0,80 13,70 2,00 2,30 3,70 |
66,20 2,50 5,00 0,80 12,70 3,00 2,80 4,00 |
69,65 2,50 2,70 1,00 13,00 2,00 2,10 3,25 |
72,15 |
| B-O, | 4,50 0,40 |
3,80 0,40 |
3,00 0,20 |
3,80 | 2,00 0,80 13,20 2,50 |
| Al7O3 | 100,40 | 100,40 | 100,20 | 100,00 | 2,30 |
| Li,0 | 91,9 486 672 993 2,52 |
93.5 484 648 945 2,53 |
92,5 488 663 954 2,53 |
90,9 480 650 960 2,51 |
3,25 |
| Na,O | 3,80 | ||||
| K,O | 100,00 | ||||
| MeO | 92,5 473 663 999 2.49 |
||||
| CaO | |||||
| Fe3O4 | |||||
| F | |||||
| Summe Gewichtsprozent... | |||||
| α x 107 (20 bis 300°C)/oC. Tg(0C) J^lO135POiSe .... EK (0C) η = 107·6 Poise .... VA (0C) η = 104 Poise Dichte (g/ccm) |
Ausführungsbeispiel
Zur Erschmelzung von 300 kg berechnetem Glas nach der Zusammensetzung von Beispiel 4 wird ein
Glasgemenge verwendet, bestehend z. B. aus folgender Rohstoffmischung: 209,3 kg Quarzsand, 11,4 kg
Rasorit, 12,3 kg Tonerdehydrat, 7,5 kg Lithiumkarbonat, 61,3 kg Soda, 8,9 kg Pottasche, 1,9 kg Kalk,
28,8 kg Dolomit, 11,4 kg Eisenoxid schwarz, 0,90 Ammoniumchlorid.
Das Gemenge wird in 14 Einlagen bei 14400C in
einem 1201 fassenden basischen Glasschmelzhafen eingeschmolzen, 12 Stunden bai 14200C geläutert, in
10 Stunden auf die Arbeitstemperatur von 1180°C abgekühlt und zu Röhren, z. B. von Hand, verarbeitet.
Eine Kühlung dünnwandiger Röhren ist nicht nötig. Für dickwandige Artikel erfolgt eine Kühlung über
1 bis 2 Stunden bei 5000C und anschließender Abkühlung mit einer Geschwindigkeit von etwa 60 bis
80°C/Stunde bis 2000C. Danach kann die weitere
Abkühlung beliebig schnell erfolgen.
Claims (1)
1. Bleioxid- und bariumoxidfreie, wärmeabsorbierende Verschmelzgläser mit nur geringfügiger
Verdampfungsrate während 'des mit Hilfe von Heizstrahlern ausgeführten Verschmelzens, mit
Wärmeausdehnungskoeffizienten von 90,9 bis 93,5 x 10"70C (20 bis 3000C), Erweichungstemperaturen
von 648 bis 672°C und Verarbeitungs- [0
temperaturen von 945 bis 9990C, insbesondere für Nickel-Chrom-Eisen- und Nickel-Mangan-Eisen-Legierungen,
mit maximaler Wärmeabsorption zwischen 1 und 3 μΐη, dadurchgekennze
ich η et, daß sie im Ansatz, berechnet als Oxide, enthalten: Gewichtsprozent
SiO2 63,7 bis 72,15
B1O3 0 bis 3
Al2O3 2 bis 7
Li,0 · 0,8 bis 1,0 "
Na,O 10,7 bis 13,7
K.Ö 2 bis 5
MgO 1,6 bis 2,8
CaO 3,25 bis 4
Fe2O3 3 bis 4,5
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE2116155C true DE2116155C (de) | 1972-10-19 |
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