RU2167111C2

RU2167111C2 - Electron-tube glass

Info

Publication number: RU2167111C2
Application number: RU99118034/03A
Authority: RU
Inventors: В.В. Литюшкин; А.П. Сивко; А.И. Коваленко; Е.В. Павлов; Л.П. Смирнова; М.А. Филимонова; В.Ф. Малыгин; Р.А. Нугаев; А.В. Симонов; Т.П. Дуденкова; В.А. Духонькин
Original assignee: Открытое акционерное общество "Лисма"
Priority date: 1999-08-17
Filing date: 1999-08-17
Publication date: 2001-05-20

Abstract

FIELD: manufacture of electrically insulating glass for components and units of electronic devices. SUBSTANCE: electron-tube glass comprises, wt.%: SiO₂, 63.05-67.55; Al₂O, 3.5-5.3; BaO, 11.5-16.5: Na₂O, 4.0-8.0; K₂O, 6.0-10.0; Li₂O, 0.2-1.2; F₂ 0.2-1.0; CaO, 0.2-1.0; ZrO₂, 0.15-0.3; Fe₂O₃ 0.05-0.1; Sb₂O₃, 0.1-0.3. EFFECT: higher boiling temperature and lower softening temperature of the glass. 1 tbl

Description

Предлагаемое изобретение относится к составам бессвинцовых электровакуумных стекол платинитовой группы и может быть использовано при производстве электроизолирующего стекла для деталей и узлов электровакуумных приборов, работающих в условиях нестабильного или постоянно повышенного напряжения сети (электронно-лучевые трубки, лампы накаливания общего назначения, люминесцентные лампы и др. ). Решение направлено на увеличение диэлектрических свойств (температуры Т_K-100 ) и уменьшение температуры размягчения стекла.The present invention relates to compositions of lead-free electrovacuum glasses of the platinum group and can be used in the manufacture of electrically insulating glass for parts and assemblies of electrovacuum devices operating under conditions of unstable or constantly increased mains voltage (cathode ray tubes, general-purpose incandescent lamps, fluorescent lamps, etc. ) The solution is aimed at increasing the dielectric properties (temperature T _K -100) and reducing the softening temperature of the glass.

Известно бессвинцовое стекло N 713, включающее, мас.%: SiO₂ - 67,5; Al₂O₃ - 5,0; BaO - 12,0; Na₂O - 7,0; K₂O - 7,0; Li₂O - 0,6, F₂ - 0,9 и сверх 100% Sb₂O₃ - 0,4; Co₂O₃ - 0,0008; Ni₂O₃ - 0,008 [1].Known lead-free glass N 713, including, wt.%: SiO ₂ - 67.5; Al ₂ O ₃ - 5.0; BaO - 12.0; Na ₂ O - 7.0; K ₂ O - 7.0; Li ₂ O - 0.6, F ₂ - 0.9 and in excess of 100% Sb ₂ O ₃ - 0.4; Co ₂ O ₃ - 0.0008; Ni ₂ O ₃ - 0.008 [1].

Недостатками этого стекла являются недостаточно высокая температура Т_K - 100 (293^oC) и недостаточно низкая температура размягчения (520^oC). Стекло имеет ТКЛР α (20-300^oC) = 95•10^-7 ^oC^-1, термостойкость 125^oC.The disadvantages of this glass are not high enough temperature T _K - 100 (293 ^o C) and not enough low softening temperature (520 ^o C). The glass has a TECL α (20-300 ^o C) = 95 • 10 ^-7 ^o C ^-1 , heat resistance 125 ^o C.

При подаче повышенного напряжения на электроды источника света, впаянные в ножку, изготовленную из этого стекла, из-за низкого электрического сопротивления (Т_K - 100) последнего нередко наблюдается электрический пробой ножки и может происходить электролит стекла. При этом появляются трещины, стекло отстает от металла токовводов, что приводит к нарушению вакуума источника и преждевременному выходу его из строя во время эксплуатации. Из-за повышенной температуры размягчения стекла ухудшается обрабатываемость его на газопламенных горелках при изготовлении ламп, в результате чего затрудняется процесс спаивания ножки с токовводами и трубкой (колбой) ламп на операции заварки. При этом может происходить растрескивание стекла тарелки ножки или трубочного (колбочного) стекла оболочек ламп.When applying increased voltage to the electrodes of the light source soldered into a leg made of this glass, due to the low electrical resistance (T _K - 100) of the latter, an electrical breakdown of the leg is often observed and glass electrolyte can occur. In this case, cracks appear, the glass lags behind the metal of the current leads, which leads to a violation of the source vacuum and its premature failure during operation. Due to the increased softening temperature of the glass, its workability on gas-flame burners in the manufacture of lamps deteriorates, as a result of which the process of soldering the legs with current leads and a tube (bulb) of lamps for welding operations is hindered. In this case, cracking of the glass of the plate of the leg or tube (conical) glass of the lamp shells can occur.

Известно бессвинцовое стекло марки С97-1, включающее, мас.%: SiO₂ - 64,0; Al₂O₃ - 4,0; BaO - 16,5; Na₂O - 5,0; K₂O - 9,5; Li₂O - 1,0 [2].Known lead-free glass brand C97-1, including, wt.%: SiO ₂ - 64.0; Al ₂ O ₃ - 4.0; BaO - 16.5; Na ₂ O - 5.0; K ₂ O - 9.5; Li ₂ O - 1.0 [2].

К недостаткам такого стекла относится также сравнительно невысокая температура Т_K - 100 (330^oC) и недостаточно низкая температура размягчения (520^oC). Стекло имеет ТКЛР a(20-300^oC)=97•10^-7 ^oC^-1, термостойкость 120^oC.The disadvantages of such glass also include a relatively low temperature T _K - 100 (330 ^o C) and not sufficiently low softening temperature (520 ^o C). The glass has a TECL a (20-300 ^o C) = 97 • 10 ^-7 ^o C ^-1 , heat resistance 120 ^o C.

Указанное стекло является наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому изобретению. The specified glass is the closest in technical essence and the achieved result to the proposed invention.

Целью изобретения является повышение температуры Т_K - 100 и снижение температуры размягчения стекла. Поставленная цель достигается тем, что стекло, включающее SiO₂, Al₂O₃, BaO, Na₂O, K₂O, Li₂O, дополнительно содержит F₂, CaO, ZrO₂, Fe₂O₃ и Sb₂O₃ при следующих соотношениях компонентов, мас.%:
SiO₂ - 63,05-67,55
Al₂O₃ - 3,5-5,3
BaO - 11,5-16,5
Na₂O - 4,0-8,0
K₂O - 6,0-10,0
Li₂O - 0,2-1,2
F₂ - 0,2-1,0
CaO - 0,2-1,0
ZrO₂ - 0,15-0,3
Fe₂O₃ - 0,05-0,1
Sb₂O₃ - 0,1-0,3
Свойства предлагаемого стекла в зависимости от состава приведены в таблице.The aim of the invention is to increase the temperature T _K - 100 and lower the softening temperature of the glass. This goal is achieved in that the glass, including SiO ₂ , Al ₂ O ₃ , BaO, Na ₂ O, K ₂ O, Li ₂ O, additionally contains F ₂ , CaO, ZrO ₂ , Fe ₂ O ₃ and Sb ₂ O ₃ in the following ratios of components, wt.%:
SiO ₂ - 63.05-67.55
Al ₂ O ₃ - 3.5-5.3
BaO - 11.5-16.5
Na ₂ O - 4.0-8.0
K ₂ O - 6.0-10.0
Li ₂ O - 0.2-1.2
F ₂ - 0.2-1.0
CaO - 0.2-1.0
ZrO ₂ - 0.15-0.3
Fe ₂ O ₃ - 0.05-0.1
Sb ₂ O ₃ - 0.1-0.3
The properties of the proposed glass depending on the composition are shown in the table.

Из приведенных примером таблицы видно, что предлагаемое стекло имеет достаточно высокую температуру Т_K - 100 (335-341^oC) и достаточно низкую температуру размягчения (508-518^oC) без применения оксида свинца. Более того, замена свинецсодержащих стекол на бессвинцовый состав позволяет избежать выбросов паров оксидов свинца в атмосферу при варке стекла и восстановления свинца при огневой обработке в процессе изготовления электровакуумных приборов, то есть способствует улучшению экологической обстановки около стекловаренной печи и в стекольном цехе, а также в зоне заварочных работ при сборке электровакуумных приборов.From the examples given in the table it can be seen that the proposed glass has a sufficiently high temperature T _K - 100 (335-341 ^o C) and a sufficiently low softening temperature (508-518 ^o C) without the use of lead oxide. Moreover, the replacement of lead-containing glasses with a lead-free composition avoids the emission of lead oxide vapors into the atmosphere during glass melting and lead reduction during fire processing during the manufacture of electrovacuum devices, that is, it improves the environmental situation near the glass melting furnace and in the glass workshop, as well as in the zone brewing operations during the assembly of electric vacuum devices.

Добавки оксидов CaO, ZrO₂ и F₂ в составах стекол вместе с BaO и Na₂O (в калиевых составах) и K₂O (в натриевых составах) снижают электропроводность стекла и тем самым повышают его Т_K - 100. Введение F₂, CaO, Fe₂O₃ совместно со щелочными оксидами и BaO понижает вязкость стекла, а следовательно, и его температуру размягчения.Additives of oxides CaO, ZrO ₂ and F ₂ in the glass compositions together with BaO and Na ₂ O (in potassium compositions) and K ₂ O (in sodium compositions) reduce the electrical conductivity of the glass and thereby increase its T _K - 100. Introduction F ₂ , CaO, Fe ₂ O ₃ together with alkaline oxides and BaO lowers the viscosity of the glass and, consequently, its softening temperature.

Варку стекла производят в ванной печи непрерывного действия. Для ввода в состав шихты оксида SiO₂ применяют кварцевый песок марки BC-050-1. Оксиды Na₂O, Al₂O₃ и F₂ вводят через соду кальцинированную, глинозем и криолит технический искусственный соответственно, оксид K₂O - через поташ и селитру, а оксиды Li₂O и CaO - через углекислые соли. Оксиды ZrO₂ и Fe₂O₃ вводят в стекло цирконийсодержащими и железосодержащими сырьевыми материалами. Оксид Sb₂O₃ применяют в качестве химического обесцвечивателя для предотвращения закраски стекла. Плавление шихты, осветление стекломассы ведут при температуре 1465±10^oC. Изделия - трубы и штенгельное стекло для изготовления ножек электровакуумных приборов формуют на механизированной линии горизонтального вытягивания по способу Е.Даннера.Glass is produced in a continuous bathtub. To introduce SiO ₂ oxide into the mixture, quartz sand grade BC-050-1 is used. The oxides Na ₂ O, Al ₂ O ₃ and F ₂ are introduced through soda ash, artificial alumina and cryolite, respectively, K ₂ O oxide through potash and nitrate, and Li ₂ O and CaO oxides through carbonic salts. The oxides ZrO ₂ and Fe ₂ O ₃ are introduced into the glass with zirconium-containing and iron-containing raw materials. Sb ₂ O ₃ oxide is used as a chemical bleach to prevent tinting of glass. Melting the mixture, clarifying the glass melt is carried out at a temperature of 1465 ± 10 ^o C. Products - pipes and dead glass for the manufacture of legs of vacuum tubes are formed on a mechanized line of horizontal drawing according to the method of E. Danner.

Источники информации
1. Веклич П.М., Ощипков Ф.П., Фролов В.К."Технология электровакуумного стекла". М. -Л: Гос. Энергоизд-во, 1961.-262 с. (с.12-13)
2. ОСТ 11 027.010-75. "Стекло электровакуумное и стеклокристаллические материалы. -1991. -Т.1. -c.81.Sources of information
1. Veklich P.M., Oshchipkov F.P., Frolov V.K. "Technology of electrovacuum glass". M. -L: State. Energy Publishing House, 1961.-262 p. (p. 12-13)
2. OST 11 027.010-75. "Electro-vacuum glass and glass-crystalline materials. -1991. -T.1. -C.81.

Claims

Vacuum glass, including SiO ₂ , Al ₂ O ₃ , BaO, Na ₂ O, K ₂ O, Li ₂ O, characterized in that it additionally contains F ₂ , CaO, ZrO ₂ , Fe ₂ O ₃ and Sb ₂ O ₃ in the following ratio of components, wt.%
SiO ₂ - 63.05 - 67.55
Al ₂ O ₃ - 3.5 - 5.3
BaO - 11.5 - 16.5
Na ₂ O - 4.0 - 8.0
K ₂ O - 6.0 - 10.0
Li ₂ O - 0.2 - 1.2
F ₂ - 0.2 - 1.0
CaO - 0.2 - 1.0
ZrO ₂ - 0.15 - 0.3
Fe ₂ O ₃ - 0.05 - 0.1
Sb ₂ O ₃ - 0.1 - 0.3