DE2228486C3 - Alkalisilikatglas für Schutzrohre von Reed-Kontakten - Google Patents
Alkalisilikatglas für Schutzrohre von Reed-KontaktenInfo
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Description
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 Bruch führen kü.men. Es ist deshalb erforderlich, die
thermischen Ausdehnungskoeffizienten der Glasmasse und des Leitermaterials aneinander anzupassen.
Aus der britischen Patentschrift 12 33 493 ist eine
Glasmasse für das Glasrohr von Reed-Kontakten bekannt. Eine der dort beschriebenen Glasmassen
besteht aus den nachfolgenden Mußkomponenten:
Siliciumdioxid (SiO2)
Lithiumoxid (Li2O)
Natriumoxid (Na2O)
Bariumoxid (BaO)
Aluminiumoxid (Al2O3)
Eisen(II)-oxid (FeO)
6Obis7OGew.-°/o
0,5bis2Gew.-%
10bisl6Gew.-%
6 bis 16Gew.-%
1 bis4Gew.-%
2bis4Gew.-%
Zusätzlich kann diese Glasmasse die nachfolgenden Wahlkomponenten enthalten:
Calcium- und/oder
Magnesiumoxid (CaO/MgO) bis zu 5 Gew.-%
Diese bekannten Glasmassen weisen im Temperaturbereich von 30 bis 3000C einen thermischen Ausdehnungskoeffizienten von 90 bis 100 · 10-7/°C auf. In
diese bekannten Glasmassen sollen Leiter aus Nickeleisendraht oder aus mit Kupfer beschichtetem Nickeleisendraht eingesetzt werden.
Moderne Reed=Kontakte verwenden Leiterstreifen
aus remanenteim magnetischem Material1 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· 10V0C
auf. Wird dieses magnetische Material in die obenge
nannte bekannte Glasmasse eingeschmolzen, so muß wegen der unterschiedlichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten mit Schwierigkeiten 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 · 10-7/°C aufweist, ohne die
Entglasungsbeständigkeit zu vermindern.
Das erfindungsgemäße Alkalisilikatglas für Schutzrohre von Reed-Kontakten
58,7 bis 633 Gew.-% Siliciumdioxid,
11.0 bis 133 Gew.-% Bariumoxid,
3,0 bis 5,0 Gew.-% Aluminiumoxid,
2,0 bis 5,0Gew.-% Fe(ll)oxid,
7,5 bis 83 Gew.-% Kaliumoxid und
11,0 bis 13,0 Gew.-% Natriumoxid.
ίο Schutzrohr aus der erfindungsgemäßen Glasmasse
metallische Leiter mit einem thermischen Ausdehnungskoeffizienten von 110 bis 130 · 10" VC eingeschmolzen
werden.
Zur Erläuterung der Erfindung dienen auch die F i g. 1
und 2, die im einzelnen zeigt
Fig. 1 in schemeuscher 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 F i g. 1 dargestellten Reed-Kontakt gehören zwei Leiterstreifen la und 16 aus halbhartem,
magnetischem Material mit den Kontaktteilen 2a und 26, die an die flachen Teile 3a und 36 anschließen,
welche wiederum an die stabförmigen Teile 4a und Ab
anschließen. Die Kontaktteile 2a und 2b, die flachen
Teile 3a und 3b und Abschnitte der stabförmigen Teile 4a und 4b sind in ein Glasrohr 5 eingeschlossen. Beide
Enden 6a und 66 des Glasrohres 5 umschließen hermetisch die stabförmigen Teile 4a und 4b, 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 66 bis zur
vorgesehenen Stellung in das Glasrohr eingeschoben.
Anschließend werden die Enden 6a und 66 des Glasrohres 5 bei einer Temperatur oberhalb des
Schmelzpunktes der Glasmasse zusammengeschmolzen; die Aufheizurig 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 Entgiasung
beständig sein. Hierbei ist zu beachten, daß solche
Kontakte auch bei höheren Temperaturen in feuchter
Umgebung sicher arbeiten müssen; solche Bedingungen fördern jedoch die Entgiasung von Glas. In der
Fachwelt ist gut bekannt, daß ein hoher Gehalt an Alkalioxiden die Entglasungsbeständigkeit herabsetzt.
Speziell bei derartigen Reed-Kontakten wird die Entgiasung zusätzlich durch die Anlegung von Spannung an die Leiterkontakte gefördert.
Die nachfolgenden Eleispiele dienen zur Erläuterung der Erfindung.
Es wurde eine bevorzugte Glasmasse nach folgender Zusammensetzung hergestellt:
633 Gew.
5,0 Gew.
7,7 Gew.
11,0 Gew.
ll,0Gew.
11,0 Gew.
ll,0Gew.
2,0 Gew.
% SiO2,
% Al2Oi,
% K2O,
-% Na2O,
.-% BaO,
-% FeO.
% Al2Oi,
% K2O,
-% Na2O,
.-% BaO,
-% FeO.
Dieses Glas weist einen thermischen Ausdehnungskoeffizienten von 111 - 10-'/°C 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 80° C 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.-% AI2O3,
7,5 Gew.-o/o K2O,
13,0 Gew.-% Na2O,
13r3Gew.-°/oBaO.
13,0 Gew.-% Na2O,
13r3Gew.-°/oBaO.
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 IO10 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.-% SiO2,
3,0 Gew.-% Al2O3,
7,5Gew.-%K2O,
3,0 Gew.-% Al2O3,
7,5Gew.-%K2O,
13,0 Gew.-% Na2O,
13.3 Gew. -%BaO,
4,0 Gew.-% FeO.
4,0 Gew.-% FeO.
Diese Glasmasse weist einen thermischen Ausdehnungskoeffizienten von 119 · 10-TC; eine Umwandlungstemperatur
von 5100C und eine Transformation·--
temperatur 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 hatte sich
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 hatte sich
ίο 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 nun 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.
639 Gew.
3/3 Gew.
.-% SiO2,
-% AI2O3.
.-% K2O,
.-% Na2O,
.-% B2O3,
FeO3.
-% AI2O3.
.-% K2O,
.-% Na2O,
.-% B2O3,
FeO3.
Wie der Fig. 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/o SiO2,
3,5 Gew.-% AI2O3,
83Gew.-%K2O,
13,0 Gew.-% Na2O,
11,5 Gew.-o/o BaO,
5,0 Gew.-% FeO.
13,0 Gew.-% Na2O,
11,5 Gew.-o/o BaO,
5,0 Gew.-% FeO.
Dieses Glasrohr weist einen thermischen Ausdehnungskoeffizienten von 123 · 10-'/0C auf, was für
Kontakte mit remanenten Leitern sehr geeignet ist; weiterhin zeigt dieres Glasrohr im wesentlichen keine
Entglasung sowie große Absorptionsfähigkeit fvr Infrarot-Licht.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (1)
- Patentanspruch:Alkalisilikatglas mit Zusätzen von AI2O3, BaO und FeO für Schutzrohre von Reedkontakten, d a -durch gekennzeichnet, daß es aus58.7-633 Gew.-% SiO2,3,0 - 5,0 Gew.-% AI2O3,7,5 -8,3GeW1-VoK2O,11.0-13,0 Gew.-% Na2O,11.0-133 Gew.-% BaO. 2,0-5,0Gew.-%FeO besteht.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) |