RU2185343C2 - Fusible glass - Google Patents
Fusible glass Download PDFInfo
- Publication number
- RU2185343C2 RU2185343C2 RU2000118943A RU2000118943A RU2185343C2 RU 2185343 C2 RU2185343 C2 RU 2185343C2 RU 2000118943 A RU2000118943 A RU 2000118943A RU 2000118943 A RU2000118943 A RU 2000118943A RU 2185343 C2 RU2185343 C2 RU 2185343C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- glass
- quartz
- temperature
- soldering
- pbo
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL 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
- C03C8/00—Enamels; Glazes; Fusion seal compositions being frit compositions having non-frit additions
- C03C8/24—Fusion seal compositions being frit compositions having non-frit additions, i.e. for use as seals between dissimilar materials, e.g. glass and metal; Glass solders
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL 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
- C03C3/00—Glass compositions
- C03C3/12—Silica-free oxide glass compositions
- C03C3/122—Silica-free oxide glass compositions containing oxides of As, Sb, Bi, Mo, W, V, Te as glass formers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL 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
- C03C3/00—Glass compositions
- C03C3/12—Silica-free oxide glass compositions
- C03C3/14—Silica-free oxide glass compositions containing boron
- C03C3/142—Silica-free oxide glass compositions containing boron containing lead
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Glass Compositions (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к составам легкоплавких некристаллизующихся стекол и предназначено для использования в приборостроении и радиоэлектронной технике в качестве спая с монокристаллическим кварцем и пьезокварцем, в частности в производстве кварцевых термочувствительных резонаторов с пьезоэлементом камертонного типа. Пьезоэлемент выполнен из пьезокварца. На основе резонаторов такого типа производятся экологически чистые электронные медицинские термометры, электронные цифровые и аналоговые регуляторы и термометры общепромышленного назначения. The invention relates to compositions of fusible non-crystallizable glasses and is intended for use in instrumentation and electronic equipment as a junction with single-crystal quartz and piezoelectric quartz, in particular in the production of quartz heat-sensitive resonators with a tuning fork type piezoelectric element. The piezoelectric element is made of piezoelectric quartz. On the basis of resonators of this type, environmentally friendly electronic medical thermometers, electronic digital and analog regulators, and general industrial thermometers are produced.
К основным требованиям, предъявляемым к стеклам такого назначения, относятся: согласованность по ТКЛР с монокристаллическим кварцем и пьезокварцем (130-135•10-7 К-1), что обеспечивает прочный спай этих материалов при температуре спаивания 460 - 480oС.The main requirements for glasses of this purpose include: consistency according to the thermal expansion coefficient with monocrystalline quartz and piezoelectric quartz (130-135 • 10 -7 K -1 ), which ensures a strong junction of these materials at a soldering temperature of 460 - 480 o C.
Известно стекло для спая, содержащее, мас.%: РbО 22,5-36,0; ТеO2 56-68; В2O3 2,5-5,3; SiO2 1,9-5,5. Недостатком стекла является высокий ТКЛР 160-165•10-7К-1[l].Known glass for junction containing, wt.%: PbO 22,5-36,0; TeO 2 56-68; In 2 O 3 2.5-5.3; SiO 2 1.9-5.5. The disadvantage of glass is high TKLR 160-165 • 10 -7 K -1 [l].
Известно стекло, содержащее, мас.%: РbО 16-33; Вi2O3 60-75; В2O3 2,0-2,5; SiO2 1,0-1,5; ZnO 3-6 [2]. Стекло характеризуется высокой адгезионной прочностью, однако ТКЛР стекла и температура спаивания ниже требуемых значений, что не позволяет использовать его для спая с кварцем и пьезокварцем.Known glass containing, wt.%: PbO 16-33; Bi 2 O 3 60-75; In 2 O 3 2.0-2.5; SiO 2 1.0-1.5; ZnO 3-6 [2]. Glass is characterized by high adhesion strength, but the TECL of the glass and the soldering temperature are lower than the required values, which does not allow its use for soldering with quartz and piezoelectric.
Наиболее близким к предлагаемому стеклу по технической сущности и достигаемому результату является стекло, содержащее, мас.%: РbО 74,1-84,4; ТеO2 4,5-14,5; В2O3 4,0-4,3; SiO2 7,0-7,5 [3].Closest to the proposed glass in terms of technical nature and the achieved result is glass containing, wt.%: PbO 74.1-84.4; TeO 2 4.5-14.5; B 2 O 3 4.0-4.3; SiO 2 7.0-7.5 [3].
Стекло обладает хорошей адгезионной прочностью к монокристаллическому кварцу, имеет высокую влагостойкость и термостойкость, однако ТКЛР и температура спаивания ниже требуемых значений. Glass has good adhesion resistance to single crystal quartz, has high moisture resistance and heat resistance, but the thermal expansion coefficient and temperature of soldering are below the required values.
Задачей предлагаемого изобретения является повышение ТКЛР и температуры спаивания стекла с монокристаллическим кварцем и пьезокварцем в целях обеспечения согласованности ТКЛР стекла и спаиваемых материалов и создания прочного спая при требуемой температуре пайки. Повышение температуры спаивания позволит расширить интервал рабочих температур приборов до 420 + 10oС.The objective of the invention is to increase the thermal expansion coefficient and temperature of glass soldering with single crystal quartz and piezoelectric quartz in order to ensure the consistency of the thermal expansion coefficient of glass and soldered materials and to create a durable junction at the required soldering temperature. Increasing the soldering temperature will expand the range of operating temperatures of devices up to 420 + 10 o C.
Для решения поставленной задачи предлагается легкоплавкое некристаллизующееся стекло, включающее РbО, ZnO, B2O3, ТеO2, которое содержит указанные компоненты при следующем соотношении, мас.%: РbО 15,5-50,0; ZnO 8,5-11,0, В2О3 4,5-7,5; ТеO2 35,5-71,5.To solve this problem, low-melting non-crystallizing glass is proposed, including PbO, ZnO, B 2 O 3 , TeO 2 , which contains these components in the following ratio, wt.%: PbO 15.5-50.0; ZnO 8.5-11.0; B 2 O 3 4.5-7.5; TeO 2 35.5-71.5.
Количественное сочетание указанных компонентов в предлагаемом составе легкоплавкого стекла, предназначенного для спаев монокварца с пьезокварцем, позволяет получить согласованный спай с этими материалами и обеспечить стабильные характеристики резонатора во всем интервале рабочих температур. A quantitative combination of these components in the proposed composition of low-melting glass intended for single quartz junctions with piezoelectric quartz allows obtaining a consistent junction with these materials and ensuring stable resonator characteristics over the entire operating temperature range.
Из источников литературы неизвестно стекло для спаев с данным сочетанием компонентов, и нами предлагается впервые. From literature sources unknown glass for junctions with this combination of components, and we are proposing for the first time.
Шихту для варки стекла приготавливают из следующих сырьевых материалов: свинцового сурика, борной кислоты, оксидов цинка и теллура. Сырьевые материалы взвешивают на технических весах, тщательно перемешивают и просеивают через сито 0,5. Готовую шихту засыпают в корундовые тигли, которые помещают в силитовую электрическую печь. Варку стекла осуществляют при температуре 850 - 900oС с выдержкой при максимальной температуре 15-20 мин.The mixture for cooking glass is prepared from the following raw materials: lead minium, boric acid, zinc oxides and tellurium. Raw materials are weighed on a technical scale, mixed thoroughly and sieved through a 0.5 sieve. The finished mixture is poured into corundum crucibles, which are placed in a silicon electric furnace. Glass melting is carried out at a temperature of 850 - 900 o With exposure at a maximum temperature of 15-20 minutes
Составы предлагаемого легкоплавкого стекла и прототипа, а также их физико-химические свойства представлены в таб. 1 и 2. The compositions of the proposed low-melting glass and prototype, as well as their physico-chemical properties are presented in table. 1 and 2.
Сопоставляя показатели физико-химических свойств предлагаемого стекла и прототипа, можно заключить, что предлагаемое стекло согласуется по ТКЛР с монокристаллическим кварцем и пьезокварцем, что обеспечивает образование прочного спая этих материалов. Температура спаивания материалов выше, чем у прототипа, что позволяет расширить интервал рабочих температур приборов и обеспечить стабильность их характеристических параметров, расширяя верхний предел рабочих температур до 420+10oС.Comparing the physicochemical properties of the proposed glass and the prototype, we can conclude that the proposed glass is consistent according to the thermal expansion coefficient with single crystal quartz and piezoelectric quartz, which ensures the formation of a durable junction of these materials. The soldering temperature of materials is higher than that of the prototype, which allows you to expand the range of operating temperatures of devices and ensure the stability of their characteristic parameters, expanding the upper limit of working temperatures to 420 + 10 o C.
Составы, находящиеся за пределами заявляемой области, либо склонны к кристаллизации в интервале температур 300-600oС, либо не соответствуют требованиям по ТКЛР и температуре спаивания и не могут быть использованы в качестве спая при сборке и монтаже кварцевых термочувствительных резонаторов с пьезоэлементом камертонного типа.Compositions located outside the claimed region are either prone to crystallization in the temperature range of 300-600 o C, or do not meet the requirements for thermal expansion coefficient and soldering temperature and cannot be used as a junction in the assembly and installation of quartz thermosensitive resonators with a tuning fork type piezoelectric element.
Использование предлагаемого легкоплавкого стекла в качестве спая в производстве вышеназванных резонаторов позволило разработать на их основе экологически чистые электронные медицинские термометры, термометры общепромышленного назначения и терморегуляторы, преобразующие текущие значения температуры в частоту. The use of the proposed low-melting glass as a junction in the production of the above-mentioned resonators made it possible to develop environmentally friendly electronic medical thermometers, general-purpose thermometers and temperature regulators based on them that convert current temperature values into frequency.
Источники информации
1. А.с. СССР 1175899 МПК4 С 03 С 3/072, опубл. 30.08.85. Бюл. 32.Sources of information
1. A.S. USSR 1175899 IPC 4 C 03 C 3/072, publ. 08/30/85. Bull. 32.
2. А.с. СССР 1567536 МПК4 С 03 С 3/10, опубл. 30.05.90. Бюл. 20.2. A.S. USSR 1567536 IPC 4 C 03 C 3/10, publ. 05/30/90. Bull. 20.
3. А.с. СССР 1316985 МПК4 С 03 С 8/24, опубл. 15.06.87. Бюл. 22.3. A.S. USSR 1316985 IPC 4 C 03 C 8/24, publ. 06/15/87. Bull. 22.
Claims (1)
PbO - 15,5-50,0
ZnO - 8,5-11,0
B2O3 - 4,5-7,5
TeO2 - 35,5-71,5Fusible glass for soldering single crystal quartz and piezoelectric quartz, including PbO, B 2 O 3 , TeO 2 , characterized in that it contains ZnO in the following ratio of components, wt. %:
PbO - 15.5-50.0
ZnO - 8.5-11.0
B 2 O 3 - 4.5-7.5
TeO 2 - 35.5-71.5
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2000118943A RU2185343C2 (en) | 2000-07-17 | 2000-07-17 | Fusible glass |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2000118943A RU2185343C2 (en) | 2000-07-17 | 2000-07-17 | Fusible glass |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2000118943A RU2000118943A (en) | 2002-06-20 |
| RU2185343C2 true RU2185343C2 (en) | 2002-07-20 |
Family
ID=20237950
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2000118943A RU2185343C2 (en) | 2000-07-17 | 2000-07-17 | Fusible glass |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2185343C2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2494983C2 (en) * | 2008-01-30 | 2013-10-10 | Басф Се | Glass frits |
| RU2792448C1 (en) * | 2022-07-19 | 2023-03-22 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт конструкционных материалов "Прометей" имени И.В. Горынина Национального исследовательского центра "Курчатовский институт" (НИЦ "Курчатовский институт" - ЦНИИ КМ "Прометей") | Fusible glass for cast microwires from indium and its alloys |
-
2000
- 2000-07-17 RU RU2000118943A patent/RU2185343C2/en active
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2494983C2 (en) * | 2008-01-30 | 2013-10-10 | Басф Се | Glass frits |
| RU2792448C1 (en) * | 2022-07-19 | 2023-03-22 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт конструкционных материалов "Прометей" имени И.В. Горынина Национального исследовательского центра "Курчатовский институт" (НИЦ "Курчатовский институт" - ЦНИИ КМ "Прометей") | Fusible glass for cast microwires from indium and its alloys |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Tatsumisago et al. | Ionic conductivity of rapidly quenched glasses with high concentration of lithium ions | |
| RU2185343C2 (en) | Fusible glass | |
| JP2767276B2 (en) | Sealing material | |
| Huang et al. | Dependence of the critical cooling rate for lithium-silicate glass on nucleating agents | |
| JPS638059B2 (en) | ||
| Deshpande et al. | Influence of LiCl addition on the electrical conductivity of Li2O/B2O3/SiO2 glass system | |
| JP2020059615A (en) | Glass composition and sealing material | |
| US3454408A (en) | Solder glass compositions and method of sealing metal therewith | |
| RU2152909C2 (en) | Low-melting glass | |
| JPH11116275A (en) | Composition for low temperature sealing | |
| JP2003017632A (en) | Glass for encapsulation of semiconductor and external cylinder for semiconductor encapsulation | |
| Tatsumisago et al. | Preparation and Properties of Quenched Li2O‐BaO‐Nb2O5 Glasses | |
| CN113614042B (en) | Glass composition and sealing material | |
| RU2614844C1 (en) | Easily fusible glass composition production method | |
| RU2237624C1 (en) | Glass for glass ceramic cement | |
| RU2237623C1 (en) | Low-melting glass | |
| US2615816A (en) | Glass solder | |
| JP4573204B2 (en) | Glass for sealing and sealing material using the same | |
| US3031318A (en) | Low thermal expansion glass | |
| US3421916A (en) | Vitreous ceramic compositions | |
| JPH0264037A (en) | Glass of small thermoelasticity | |
| Patel et al. | FTIR Spectroscopy and Thermal Properties of Zinc Borate Glasses Doped with NiO | |
| SU1175899A1 (en) | Low-melting glass | |
| RU2188171C2 (en) | Glass for glass ceramic cement | |
| JPH05335107A (en) | Resistance paste |