DE2228486B2 - Alkalisilikatglas fuer schutzrohre von reed-kontakten - Google Patents
Alkalisilikatglas fuer schutzrohre von reed-kontaktenInfo
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Description
15
Siliciumdioxid (SiO2)
Lithiumoxid (Li2O)
Natriumoxid (Na2O)
Bariumoxid (BaO)
Aluminiumoxid (Al2O3)
Eisen(ll)-oxid (FeO)
Lithiumoxid (Li2O)
Natriumoxid (Na2O)
Bariumoxid (BaO)
Aluminiumoxid (Al2O3)
Eisen(ll)-oxid (FeO)
60bis70Gew.-% 0,5 bis 2 Gew.-%
10bisl6Gew.-%
6bisl6Gew.-%
1 bis 4 Gew.-%
2 bis 4 Gew.-%
nungskoeffizienten mit Schwierigkeiter, bei der Fertigung
und mit einer geringeren Lebensdauer der hergestellten Reed-Kontakte gerechnet werden.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, die bekannte Glasmasse dahingehend abzuändern,
daß sie einen thermischen Ausdehnungskoeffizienten von 110 bis 130· 10-V0C aufweist, ohne die
Entglasungsbeständigkeit zu vermindern.
Das erfindungsgemäße Alkalisilikatglas für Schutzrohre von Reed-Kontakten
Diese Erfindung betrifft ein neues Alkalisilikatglas, das als Ausgangsmaterial für das Glasrohr zur
Herstellung von Reed-Kontakten eingesetzt werden soll.
Reed-Kontakte bestehen bekanntlich aus zwei Leiterstreifen, mit zwei gegenüberliegenden Enden,
welche luftdicht in ein Glasrohr eingeschlossen sind. Bei der Herstellung werden die Leiterstreifen in das
Glasrohr eingesetzt und dieses um die Leiter herum abgeschmolzen. Unterscheiden sich die thermischen
Ausdehnungskoeffizienten der Glasmasse und der Leiterstreifen merklich voneinander, dann können beim
Abkühlen innere Spannungen auftreten, die bis zum 3"
Bruch führen können. Es ist deshalb erforderlich, die thermischen Ausdehnungskoeffizienten der Glasmasse
und des Leitermaterials aneinander anzupassen.
Aus der britischen Patentschrift !2 33 493 ist eine Glasmasse für das Glasrohr von Reed-Kontakten
bekannt. Eine der dort beschriebenen Glasmassen besteht aus den nachfolgenden Mußkomponenten:
40
45
Zusätzlich kann diese Glasmasse die nachfolgenden Wahlkomponenten enthalten:
Boroxid (B2O3) biszu2Gew.-%
Kaliumoxid (K2O) biszu2Gew.-%
Calcium- und/oder
Magnesiumoxid (CaO/MgO) bis zu 5 Gew.-%
Magnesiumoxid (CaO/MgO) bis zu 5 Gew.-%
Diese bekannten Glasmassen weisen im Temperaturbereich von 30 bis 300° C einen thermischen Ausdehnungskoeffizienten
von 90 bis 100 · 10"V0C auf. In diese bekannten Glasmassen sollen Leiter aus Nickeleisendraht
oder aus mit Kupfer beschichtetem Nickeleisendraht eingesetzt werden.
Moderne Reed-Kontakte verwenden Leiterstreifen aus remanentem magnetischem Material mit Selbsthalteeigenschaften,
vorzugsweise eine Legierung aus 73 bis 93 Gew.-% Kobalt, 1 bis 5 Gew.-% Nickel, Rest Eisen.
Dieses magnetische Material weist einen thermischen Ausdehnungskoeffizienten von 110 bis 130- 10-7/°C
auf. Wird dieses magnetische Material in die obengenannte bekannte Glasmasse eingeschmolzen, so muß
wegen der unterschiedlichen thermischen Ausdeh-58,7 bis 63,3 Gew.-11,0
bis 13,3 Gew.-3,0bis5,0Gew.-%
2,0 bis 5,0 Gew.-%
7,5 bis 8,3 Gew.-°/o
J 1,0 bis 13,0Gew.-
2,0 bis 5,0 Gew.-%
7,5 bis 8,3 Gew.-°/o
J 1,0 bis 13,0Gew.-
% Siliciumdioxid,
°/o Bariumoxid,
Aluminiumoxid,
Fe(II)oxid,
Kaliumoxid und
°/o Natriumoxid.
°/o Bariumoxid,
Aluminiumoxid,
Fe(II)oxid,
Kaliumoxid und
°/o Natriumoxid.
Bei der Herstellung von Reed-Kontakten sollen in das Schutzrohr aus der erfindungsgemäßen Glasmasse
metallische Leiter mit einem thermischen Ausdehnungskoeffizienten von 110bis 130 · 10-V0C eingeschmolzen
werden.
Zur Frlänterung der Erfindung dienen auch die F i g. l
und 2, die im einzelnen zeigt
F i g. 1 in scherr.atischer Darstellung einen Schnitt durch einen Reed-Kontakt und
F i g. 2 in einer graphischen Darstellung das Absorptionsvermögen verschiedener Gläser für Infrarot-Licht.
Zu dem mit Fig. 1 dargestellten Reed-Kontakt gehören zwei Leiterstreifen la und \b aus halbhartem,
magnetischem Material mit den Kontaktteüen 2a und 2b, die an die flachen Teile 3a und 3b anschließen,
welche wiederum an die stabförmigen Teile 4a und 46 anschließen. Die Kontaktteile 2a und 2b, die flachen
Teile 3a und 3b und Abschnitte der stabförmigen Teile 4a und 46 sind in ein Glasrohr 5 eingeschlossen. Beide
Enden 6j und 6b des Glasrohres 5 umschließen hermetisch die stabförmigen Teile 4a und 46, so daß der
mit einem inerten Schutzgas gefüllte Innenraum des Glasrohres gegenüber der Atmosphäre hermetisch
abgedichtet ist. Zum Einschließen der Leiterstreifen la und \b werden die Enden 6a und 6b bis zur
vorgesehenen Stellung in das Glasrohr eingeschoben.
Anschließend werden die Enden 6a und 6b des Glasrohres 5 bei einer Temperatur oberhalb des
Schmelzpunktes der Glasmasse zusammengeschmolzen; die Aufheizung des Glases erfolgt durch Absorption
von Infrarot-Strahlung. Aus diesem Grunde soll das verwendete Glas ein hohes Absorptionsvermögen für
Infrarot-Licht aufweisen.
Damit solche Reed-Kontakte eine hohe Lebensdauer aufweisen, muß das verwendete Glas gegen Entglasung
beständig sein. Hierbei ist zu beachten, daß solche Kontakte auch bei höheren Temperaturen in feuchter
Umgebung sicher arbeiten müssen; solche Bedingungen fördern jedoch die Entglasung von Glas. In der
Fachwelt ist gut bekannt, daß ein hoher Gehalt an Alkalioxidep die Entglasungsbeständigkeit herabsetzt.
Speziell bei derartigen Reed-Kontakten wird die Entglasung zusätzlich durch die Anlegung von Spannung
an die Leiterkontakte gefördert.
Die nachfolgenden Beispiele dienen zur Erläuterung der Erfindung.
Es wurde eine bevorzugte Glasmasse nach folgender Zusammensetzung hergestellt:
63,3 Gew.-°/o SiO2,
5,0 Gew.-% AI2O3,
7,7 Gew.-% K2O,
11,0 Gew.-% Na2O.
U,0Gew.-%BaO,
11,0 Gew.-% Na2O.
U,0Gew.-%BaO,
2,0Gew.%FeO.
Dieses Glas v/eist einen thermischen Ausdehnungskoeffizienten von 111 · 10-V0C auf und besitzt ausreichend
hohe Infrarot-Absorption sowie gute Bearbeitungsfähigkeit. Aus diesem Glas wurde ein Rohr
gefertigt und dieses zur Herstellung eines remanenten Reed-Kontaktes verwendet.
An den erhaltenen Kontakt wurde bei 800C und einer
relativen Luftfeuchtigkeit von 90% an die Klemmen des Kontaktes 500 Std. lang eine Spannung von 100 V
angelegt. Auch nach dieser Beanspruchung wies das Glasrohr keine Anzeichen von Entglasung auf; sein
elektrischer Widerstand hatte sich gegenüber dem Anfangswiderstand von 1212 Ohm nicht verändert. Ein
Gasverlust wurde nicht beobachtet.
Zum Vergleich wurde eine Glasmasse (Vergleichsglas 1) der nachfolgenden Zusammensetzung hergestellt:
62,2 Gew.-% SiO2.
3,0 Gew.-% AI2Oj,
7,5 Gew.-% K2O,
13,0 Gew.-% Na2O,
13,3Gew.-%BaO.
13,0 Gew.-% Na2O,
13,3Gew.-%BaO.
Aus dieser Glasmasse wurde ein entsprechender Reed-Kontakt hergestellt und dieser unter den angegebenen
Bedingungen geprüft. Bereits nach etwa 100 Std. war das Glas merklich entglast und undicht geworden.
Nach 500 Std. hatte der elektrische Anfangswiderstand von 1012 Ohm auf 1010 Ohm abgenommen. Darüber
hinaus weist dieses Vergleichsglas ein schlechtes Absorptionsvermögen für Infrarot-Licht auf, wie der
F i g. 2 zu entnehmen ist.
Es wurde eine Glasmasse der nachfolgenden Zusammensetzung hergestellt:
59.2 Gew.
3,0 Gew.
7,5 Gew.
3,0 Gew.
7,5 Gew.
13,0 Gew.
13.3 Gew.
4,0 Gew.
4,0 Gew.
.-% SiO2,
,-o/o Al2O3,
.-% K2O,
-% Na2O,
.-% BaO,
,-o/o FeO.
,-o/o Al2O3,
.-% K2O,
-% Na2O,
.-% BaO,
,-o/o FeO.
nungskoeffizienten von 119 ■ 10-V0C; eine Umwandlungstemperatur
von 5100C und eine Transformationstempcratur
von 4500C auf.
Aus dieser Glasmasse wurde ein Rohr für einen Reed-Schalter hergestellt, und der erhaltene Schalter
unter den oben genannten Bedingungen geprüft. Auch nach 500 Std. bei den genannten Bedingungen konnte
keine Entglasung oder Undichtigkeit des Rohres festgestellt werden. Im Verlauf der Prüfung halte sich
der elektrische Widerstand des Glasrohres von 1012
Ohm nicht verändert.
Mit Fig.2 ist die Infrarot-Absorption dieses Glases
dargestellt. Das Glas wurde in einer Schichtdicke von 1,4 mm verwendet und zeigte zum Abschmelzen eine
hervorragende Infrarot-Absorption. Mit F i g. 2 ist auch
das Infrarot-Absorptionsverhalten eines Glases (Vergleichsglas 2) der nachfolgenden Zusammensetzung
dargestellt:
67,62 Gew.
2,96 Gew.
14,51 Gew.
14,51 Gew.
3.83 Gew.
6,39 Gew.
3,73 Gew.
% SiO2,
% Al2O3,
% K2O,
% Al2O3,
% K2O,
-% Na2O,
% B2O3,
% B2O3,
-% FeO3.
Wie der F i g. 2 zu entnehmen ist, weist auch dieses Glas eine befriedigende Infrarot-Absorption auf. Weitere
Untersuchungen haben jedoch gezeigt, daß diese Glasmasse hinsichtlich des thermischen Ausdehnungskoeffizienten
nicht befriedigt hat, so daß damit in Verbindung mit remanenten Leitern Reed-Kontakte
von hoher Lebensdauer nicht erhalten werden.
Es wurde ein Reed-Kontakt mit einem Glasrohr aus einer Glasmasse nachfolgender Zusammensetzung
hergestellt:
58,7 Gew.-"/o SiO2,
3,5 Gew.-% Al2O},
8,3 Gew.-o/o K2O,
13,0 Gew.-% Na2O,
11,5 Gew.-% BaO,
13,0 Gew.-% Na2O,
11,5 Gew.-% BaO,
5,0Gew.-%FeO.
Diese Glasmasse weist einen thermischen Ausdeh-Dieses Glasrohr weist einen thermischen Ausdehnungskoeffizienten
von 123 · 10-V0C auf, was für Kontakte mit remanenten Leitern sehr geeignet ist;
weiterhin zeigt dieses Glasrohr im wesentlichen keine Entglasung sowie große Absorptionsfähigkeit für
Infrarot-Licht.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (1)
- Patentanspruch:Alkalisilikatglas mit Zusätzen von AI2O3, BaO und FeO für Schutzrohre von Reedkontakten, dadurch gekennzeichnet, daß es aus 58,7- 63,3 Gew.-% SiO2,3,0 -S.OGew.-o/oAbOs,7,5 -8,3Gew.-%K2O,11,0-13,0 Gew.-% Na2O, "o11,0-13,3 Gew.-% BaO,
2,0-5,0Gew.-%FeO
besteht.
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|---|---|---|---|
| C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) |