RU2453514C1 - Method of production of electroinsulating glass enamel - Google Patents

Method of production of electroinsulating glass enamel Download PDF

Info

Publication number
RU2453514C1
RU2453514C1 RU2010144078/03A RU2010144078A RU2453514C1 RU 2453514 C1 RU2453514 C1 RU 2453514C1 RU 2010144078/03 A RU2010144078/03 A RU 2010144078/03A RU 2010144078 A RU2010144078 A RU 2010144078A RU 2453514 C1 RU2453514 C1 RU 2453514C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
enamel
frit
sro
cao
sio
Prior art date
Application number
RU2010144078/03A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2010144078A (en
Inventor
Михаил Александрович Семин (RU)
Михаил Александрович Семин
Полина Николаевна Новоселова (RU)
Полина Николаевна Новоселова
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева" (РХТУ им.Д.И. Менделеева)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева" (РХТУ им.Д.И. Менделеева) filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева" (РХТУ им.Д.И. Менделеева)
Priority to RU2010144078/03A priority Critical patent/RU2453514C1/en
Publication of RU2010144078A publication Critical patent/RU2010144078A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2453514C1 publication Critical patent/RU2453514C1/en

Links

Landscapes

  • Glass Compositions (AREA)

Abstract

FIELD: metallurgy.
SUBSTANCE: frit of the following composition, wt % is melted: SiO2- 20.0-25.0; CaO- 4.5-12.0; SrO-1.0-2.0; CdO- 2.0-3.0; MnO- 0.1-0.5; K2O - 3.0-4.0; Na2O-1.0-1.5; B2O3- 5.0-5.5; CaF2-4.0-5.0; MoO3 - 0.5-0.8; Cr2O3 -0.5-0.8; Co2O3 -0.1-0.5; NiO - 0.1-1.0; Na3AlF6 - 0.1-0.5; BaO is the rest. Melting is carried out at 1150-1200 °C. The obtained product is crushed, and then injected 5-10% SrTiO3 of the frit weight.
EFFECT: increased dielectric permeability.
1 ex, 3 tbl

Description

Изобретение относится к области силикатов, в частности к способу получения электроизоляционных стеклоэмалей, которые применяются в качестве диэлектрического барьера электродов озонаторного оборудования, работающих в условиях барьерного разряда.The invention relates to the field of silicates, in particular to a method for producing electrical insulating glass enamels, which are used as a dielectric barrier of the electrodes of ozonation equipment operating in the conditions of a barrier discharge.

Для создания высокоэффективных установок озонаторного типа необходимо использовать диэлектрический барьер, обладающий высокими значениями диэлектрической постоянной и низкими значениями диэлектрических потерь. По справочным данным, производительность установки зависит от формы получаемого в ней барьерного разряда, которая в свою очередь имеет связь с диэлектрической постоянной используемого в генераторе озона барьера. Также стеклоэмаль должна обладать хорошей кроющей способностью, дилатометрическими характеристиками, близкими к металлической подложке, и высокой прочностью сцепления с металлом.To create highly efficient installations of the ozonation type, it is necessary to use a dielectric barrier with high dielectric constant and low dielectric loss. According to reference data, the performance of the installation depends on the shape of the barrier discharge obtained in it, which in turn is related to the dielectric constant of the barrier used in the ozone generator. Also, glass enamel should have good hiding power, dilatometric characteristics close to a metal substrate, and high adhesion to metal.

Известен состав электроизоляционной эмали для электродов озонатора из малоуглеродистой стали, мас.% содерж.: SiO2 37,6-40; Na2O 7,1-8,2; B2O3 1,2-3,6; K2O 0,7-3,3; CaO 2-2,3; Li2O 2,9-3,3; SrO 2,0-3,6; Zr2O 1,8-4,9; Na2SiF6 0,6-3,6; CoO 0,6-1,1; SrTiO3 28,6-41,2 [Патент РФ №2081070, класс C03C 8/06, 1997 г.].The known composition of the insulating enamel for the ozonizer electrodes of mild steel, wt.% Content: SiO 2 37,6-40; Na 2 O 7.1-8.2; B 2 O 3 1.2-3.6; K 2 O 0.7-3.3; CaO 2-2.3; Li 2 O 2.9-3.3; SrO 2.0-3.6; Zr 2 O 1.8-4.9; Na 2 SiF 6 0.6-3.6; CoO 0.6-1.1; SrTiO 3 28.6-41.2 [RF Patent No. 2081070, class C03C 8/06, 1997].

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является состав, мас.% содерж.: SiO2 25-35; ВаО 35-45; CaO 4-7; SrO 3-8; CdO 4,5-6; MnO 0,2-1; K2O 3-5; Na2O 1-4; B2O3 3-75; МоО3 0,5-1; Cr2O3 0,5-1; CoO 0,5-1; NiO 0,5-1 [Патент РФ №2209786, класс C03C 8/02, 2003 г.]. Данный состав имеет диэлектрическую проницаемость 11,3-13,0; ТКЛР (142-154)·10-7 1/°C, тангенс угла диэлектрических потерь (2,7-4,1)·10-3, температуру варки эмали 1250°C, температуру обжига эмали 700-720°C. Недостатком такого состава являются пониженные диэлектрические характеристики, в частности низкая диэлектрическая проницаемость.The closest in technical essence and the achieved result is the composition, wt.% Content .: SiO 2 25-35; Bao 35-45; CaO 4-7; SrO 3-8; CdO 4.5-6; MnO 0.2-1; K 2 O 3-5; Na 2 O 1-4; B 2 O 3 3-75; MoO 3 0.5-1; Cr 2 O 3 0.5-1; CoO 0.5-1; NiO 0.5-1 [RF Patent No. 2209786, class C03C 8/02, 2003]. This composition has a dielectric constant of 11.3-13.0; TKLR (142-154) · 10 -7 1 / ° C, dielectric loss tangent (2.7-4.1) · 10 -3 , enamel cooking temperature 1250 ° C, enamel firing temperature 700-720 ° C. The disadvantage of this composition are reduced dielectric characteristics, in particular low dielectric constant.

Техническим результатом изобретения является увеличение значений диэлектрической проницаемости при сохранении остальных физико-химических показателей.The technical result of the invention is to increase the dielectric constant while maintaining the remaining physico-chemical parameters.

Указанный технический результат достигается тем, что способ получения электроизоляционной стеклоэмали включает в себя варку фритты состава: SiO2, BaO, CaO, SrO, CdO, MnO, K2O, Na2O, B2O3, МоО3, Cr2O3, Co2O3, NiO, отличающийся тем, что состав дополнительно содержит Na3AlF6 и CaF2 при следующем соотношении компонентов в мас.%: SiO2 - 20.0-25.0, CaO - 4.5-12.0, SrO - 1.0-2,0, CdO - 2.,0-3.0, MnO - 0.1-0.5, K2O - 3.0-4.0. Na2O - 1.0-1.5, B2O3 - 5.0-5.5, CaF2 - 4.0-5.0, MoO3 - 0.5-0.8, Cr2O3 - 0.5-0.8, Co2O3 - 0.1-0.5, NiO - 0.1-1.0, Na3AlF6 - 0.1-0.5, BaO - остальное и тем, что варку проводят при 1150-1200°C; измельчение полученного продукта и введение 5-10% SrTiO3 от массы фритты.The specified technical result is achieved by the fact that the method of producing insulating glass enamel includes cooking frits of the composition: SiO 2 , BaO, CaO, SrO, CdO, MnO, K 2 O, Na 2 O, B 2 O 3 , MoO 3 , Cr 2 O 3 , Co 2 O 3 , NiO, characterized in that the composition additionally contains Na 3 AlF 6 and CaF 2 in the following ratio of components in wt.%: SiO 2 - 20.0-25.0, CaO - 4.5-12.0, SrO - 1.0-2 , 0, CdO - 2., 0-3.0, MnO - 0.1-0.5, K 2 O - 3.0-4.0. Na 2 O - 1.0-1.5, B 2 O 3 - 5.0-5.5, CaF 2 - 4.0-5.0, MoO 3 - 0.5-0.8, Cr 2 O 3 - 0.5-0.8, Co 2 O 3 - 0.1-0.5, NiO - 0.1-1.0, Na 3 AlF 6 - 0.1-0.5, BaO - the rest and the fact that the cooking is carried out at 1150-1200 ° C; grinding the resulting product and introducing 5-10% SrTiO 3 by weight of the frit.

Метатитанат стронция вводится в количестве 5; 7,5 и 10 мас.% от общей массы фритты.Strontium metatitanate is administered in an amount of 5; 7.5 and 10 wt.% Of the total mass of the frit.

В качестве сырьевых материалов использовались: кварцевый песок;As raw materials were used: quartz sand;

борная кислота; карбонаты: бария, кальция, стронция, кадмия, калия, натрия; оксиды: марганца, никеля, молибдена, хрома, кобальта; криолит, флюорит и метатитанат стронция.boric acid; carbonates: barium, calcium, strontium, cadmium, potassium, sodium; oxides: manganese, nickel, molybdenum, chromium, cobalt; cryolite, fluorite and strontium metatitanate.

Пример 1. Для приготовления стеклоэмалевой фритты сырьевые компоненты взвешивались на технических весах с точностью до 0,01 г согласно химическому составу, приведенному ниже, и тщательно перемешивались до получения однородной шихты.Example 1. For the preparation of glass-enamel frit, the raw materials were weighed on a technical balance with an accuracy of 0.01 g according to the chemical composition below, and thoroughly mixed to obtain a homogeneous charge.

Состав стеклоэмалевой фритты содержит следующие компоненты, мас.%: SiO2 - 25,0; CaO - 4,5; SrO - 1,0; CdO - 2,0; MnO - 0,1; K2O - 3,0; Na2O - 1,0; BrO3 - 5,5; CaF2 - 4,0; MoO3 - 0,5; Cr2O3 - 0,5; Co2O3 - 0,1; NiO - 0,1; Na3AlF6 - 0,1; BaO - 52,6.The composition of the glass enamel frit contains the following components, wt.%: SiO 2 - 25.0; CaO - 4.5; SrO - 1.0; CdO - 2.0; MnO - 0.1; K 2 O - 3.0; Na 2 O - 1.0; BrO 3 - 5.5; CaF 2 - 4.0; MoO 3 - 0.5; Cr 2 O 3 - 0.5; Co 2 O 3 - 0.1; NiO - 0.1; Na 3 AlF 6 - 0.1; BaO - 52.6.

Варку стекол осуществляли в корундовых тиглях в электрической лабораторной печи с силитовыми нагревателями. Температура варки - 1150°C, выдержка при максимальной температуре - 60 минут. Выработку стекломассы осуществляли путем грануляции расплава стекломассы в воде. Гранулят измельчают в шаровой мельнице. Полученный порошок взвешивали на технических весах с точностью до 0,01 г. Навеску стеклоэмалевой фритты в количестве 500 г смешивали до однородного состояния с предварительно взвешенной добавкой метатитаната стронция в количестве 50 г (10% от массы стеклоэмалевой фритты). Перед нанесением поверхность металлической подложки подвергается предварительной обработке: пескоструйная обработка и обезжиривание. Нанесение проводится методом электростатического осаждения. Покрытие наносится послойно до толщины 0,3-0,5 мм. Обжиг каждого слоя осуществляется при температуре 840°C.Glass melting was carried out in corundum crucibles in an electric laboratory furnace with silicon heaters. Cooking temperature - 1150 ° C, holding at maximum temperature - 60 minutes. The production of glass melt was carried out by granulation of the molten glass melt in water. The granulate is crushed in a ball mill. The resulting powder was weighed on a technical balance accurate to 0.01 g. A portion of glass enamel frit in an amount of 500 g was mixed to a uniform state with a pre-weighed addition of strontium metatitanate in an amount of 50 g (10% by weight of glass enamel frit). Before applying the surface of the metal substrate is subjected to pre-treatment: sandblasting and degreasing. Application is by electrostatic deposition. The coating is applied layer by layer to a thickness of 0.3-0.5 mm. Each layer is fired at a temperature of 840 ° C.

В результате были получены следующие данные: диэлектрическая проницаемость 22; тангенс угла диэлектрических потерь 0,005, прочность эмалевого покрытия на удар составляет 2,3 Дж.As a result, the following data were obtained: dielectric constant 22; dielectric loss tangent is 0.005, enamel coating impact strength is 2.3 J.

Синтез остальных составов, а также нанесение эмалевых покрытий проводят аналогично вышеуказанному примеру (см. Таблицы 1 и 2).The synthesis of the remaining compounds, as well as the application of enamel coatings, is carried out similarly to the above example (see Tables 1 and 2).

Заданный технический результат обеспечивается совокупным влиянием добавки метатитаната стронция как материала, принадлежащего к сегнетоэлектрикам и обладающего высокими значениями диэлектрической проницаемости, и компонентов, дополнительно вводимых в состав фритты, которые улучшают плавкие свойства, обеспечивают хорошую растекаемость и прочное сцепление эмали с металлической подложкой. Таким образом, проведенный сопоставительный анализ показал, что предлагаемый способ получения электроизоляционной стеклоэмали отличается от известного более высокими значениями диэлектрической проницаемости, а также достаточной степенью сцепления эмалевого покрытия с металлической подложкой. Это свидетельствует о преимуществе предлагаемой эмали по сравнению с прототипом.The desired technical result is ensured by the combined effect of the addition of strontium metatitanate as a material belonging to ferroelectrics and having high values of dielectric constant, and components additionally introduced into the frit, which improve the fusible properties, provide good flowability and strong adhesion of the enamel to the metal substrate. Thus, a comparative analysis showed that the proposed method for producing electrical insulating glass enamel differs from the known higher dielectric constant, as well as a sufficient degree of adhesion of the enamel coating to the metal substrate. This indicates the advantage of the proposed enamel compared with the prototype.

Таблица 1Table 1 Химический состав стеклоэмалевой фриттыThe chemical composition of glass enamel frit КомпонентыComponents Составы эмалей, масс.%The compositions of enamels, wt.% Температура варки, °CCooking temperature, ° C 1one 22 33 ПрототипPrototype 11501150 11501150 12001200 12501250 SiO2 SiO 2 25,025.0 23,023.0 20,020,0 25,0-35,025.0-35.0 BaOBao 52,652.6 46,546.5 42,942.9 35,0-45,035.0-45.0 CaOCao 4,54,5 9,09.0 12,012.0 5,0-6,05.0-6.0 SrOSro 1,01,0 1,51,5 2,02.0 4,0-7,04.0-7.0 CdOCdo 2,02.0 2,52.5 3,03.0 4,5-6,04,5-6,0 MnOMnO 0,10.1 0,30.3 0,50.5 0,2-1,00.2-1.0 K2OK 2 O 3,03.0 3,53,5 4,04.0 3,0-3,53.0-3.5 Na2ONa 2 O 1,01,0 1,31.3 1,51,5 1,0-2,01.0-2.0 B2O3 B 2 O 3 5,55.5 5,55.5 5,55.5 3,0-7,03.0-7.0 CaF2 CaF 2 4,04.0 4,54,5 5,05,0 -- MoO3 Moo 3 0,50.5 0,650.65 0,80.8 0,5-1,00.5-1.0 Cr2O3 Cr 2 O 3 0,50.5 0,650.65 0,80.8 0,5-1,00.5-1.0 Co2O3/CoOCo 2 O 3 / CoO 0,10.1 0,30.3 0,50.5 /0,5-1/ 0.5-1 NiONio 0,10.1 0,50.5 1,01,0 0,5-1,00.5-1.0 Na3AlF6 Na 3 AlF 6 0,10.1 0,30.3 0,50.5 --

Таблица 2table 2 Рецепт электроизоляционной стеклоэмалиRecipe for electrical insulating glass enamel СоставStructure Количество эмалевой фритты, г.The amount of enamel frit, g Количество SrTiO3 The amount of SrTiO 3 процент введения(в зависимости от массы фритты), масс.%the percentage of administration (depending on the weight of the frit), wt.% масса, гweight g 1one 500,0500,0 5,05,0 25,025.0 22 500,0500,0 7,57.5 37,537.5 33 500,0500,0 10,010.0 50,050,0

Таблица 3Table 3 Свойства предлагаемых стеклоэмалейProperties of the proposed glass enamels СвойстваThe properties Единицы измеренияUnits Значения свойств для предлагаемых составовValues of properties for the proposed compounds ПрототипPrototype 1one 22 33 Диэлектрическая проницаемостьThe dielectric constant -- 11eleven 12,212,2 2222 7,1-7,87.1-7.8 Тангенс угла диэлектрических потерьDielectric loss tangent -- 0,010.01 0,0080.008 0,0050.005 0,0014-0,0020.0014-0.002 Прочность на ударImpact strength ДжJ 2,332,33 1,751.75 1,971.97 --

Claims (1)

Способ получения электроизоляционной стеклоэмали путем варки фритты состава SiO2, BaO, CaO, SrO, CdO, MnO, K2O, Na2O, B2O3, MoO3, Cr2O3, Co2O3, NiO, отличающийся тем, что состав дополнительно содержит Na3AlF6 и CaF2 при следующем соотношении компонентов, мас.%: SiO2 - 20,0-25,0, CaO - 4,5-12,0, SrO - 1,0-2,0, CdO - 2,0-3,0, MnO - 0,1-0,5, K2O - 3,0-4,0, Na2O - 1,0-1,5, B2O3 - 5,0-5,5, CaF2 - 4,0-5,0, MoO3 - 0,5-0,8, Cr2O3 - 0,5-0,8, Co2O3 - 0,1-0,5, NiO - 0,1-1,0, Na3AlF6 - 0,1-0,5, BaO - остальное, и варку проводят при 1150-1200°С, полученный продукт измельчают, после чего вводят 5-10% SrTiO3 от массы фритты. The method of obtaining insulating glass enamel by cooking frits of the composition SiO 2 , BaO, CaO, SrO, CdO, MnO, K 2 O, Na 2 O, B 2 O 3 , MoO 3 , Cr 2 O 3 , Co 2 O 3 , NiO, characterized the fact that the composition additionally contains Na 3 AlF 6 and CaF 2 in the following ratio of components, wt.%: SiO 2 - 20.0-25.0, CaO - 4.5-12.0, SrO - 1.0-2 , 0, CdO - 2.0-3.0, MnO - 0.1-0.5, K 2 O - 3.0-4.0, Na 2 O - 1.0-1.5, B 2 O 3 - 5.0-5.5, CaF 2 - 4.0-5.0, MoO 3 - 0.5-0.8, Cr 2 O 3 - 0.5-0.8, Co 2 O 3 - 0.1-0.5, NiO - 0.1-1.0, Na 3 AlF 6 - 0.1-0.5, BaO - the rest, and cooking is carried out at 1150-1200 ° C, the resulting product is crushed, after which is introduced 5-10% SrTiO 3 by weight of the frit.
RU2010144078/03A 2010-10-28 2010-10-28 Method of production of electroinsulating glass enamel RU2453514C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010144078/03A RU2453514C1 (en) 2010-10-28 2010-10-28 Method of production of electroinsulating glass enamel

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010144078/03A RU2453514C1 (en) 2010-10-28 2010-10-28 Method of production of electroinsulating glass enamel

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2010144078A RU2010144078A (en) 2012-05-10
RU2453514C1 true RU2453514C1 (en) 2012-06-20

Family

ID=46311770

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010144078/03A RU2453514C1 (en) 2010-10-28 2010-10-28 Method of production of electroinsulating glass enamel

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2453514C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2526445C2 (en) * 2012-11-20 2014-08-20 Общество с ограниченной ответственностью "Истра-Озон" Electroinsulating glass enamel for stainless steel products

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0018559A1 (en) * 1979-04-27 1980-11-12 Mobay Chemical Corporation Process for enamelling cold rolled steel without pretreatment, and enamelled steel sheet
EP0358933A2 (en) * 1988-09-13 1990-03-21 Bayer Ag Enamel frits for acid-resistant single layer enamels on unetched steels
RU2081070C1 (en) * 1995-07-18 1997-06-10 Химический факультет МГУ им.М.В.Ломоносова Glass-ceramic dielectric coating for low-carbon steels
RU2209786C2 (en) * 2001-06-28 2003-08-10 Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева Insulating enamel

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0018559A1 (en) * 1979-04-27 1980-11-12 Mobay Chemical Corporation Process for enamelling cold rolled steel without pretreatment, and enamelled steel sheet
EP0358933A2 (en) * 1988-09-13 1990-03-21 Bayer Ag Enamel frits for acid-resistant single layer enamels on unetched steels
RU2081070C1 (en) * 1995-07-18 1997-06-10 Химический факультет МГУ им.М.В.Ломоносова Glass-ceramic dielectric coating for low-carbon steels
RU2209786C2 (en) * 2001-06-28 2003-08-10 Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева Insulating enamel

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2526445C2 (en) * 2012-11-20 2014-08-20 Общество с ограниченной ответственностью "Истра-Озон" Electroinsulating glass enamel for stainless steel products

Also Published As

Publication number Publication date
RU2010144078A (en) 2012-05-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101633560B (en) Lead-free low-melting-point glass and preparation method thereof
CN101376561B (en) Low-melting point lead-less glasses powder for frit slurry, and preparation and use thereof
US20110053753A1 (en) Glass composition for sealing
KR20070006711A (en) Sealing composition
CN101717191A (en) Opal glass suitable for full electrofusion forming and preparation process thereof
CN101244889A (en) Non-fluorin environment protection opacifiedglass material and method for manufacturing same
JP2008001531A (en) Glass
KR20080025020A (en) Sealing material
CN104829130A (en) Leadless barium-free environment-friendly type crystal glass and preparation method thereof
JP2008254974A (en) Bismuth-based low melting point glass composition
TWI236461B (en) Glass composition, its mixture and paste, green sheet, insulator, dielectric substance, thick film and FPD using the same
KR20130026771A (en) Glass composition for transparent frit materials
RU2453514C1 (en) Method of production of electroinsulating glass enamel
WO2001090012A1 (en) Glass composition and glass forming material comprising said composition
RU2453513C1 (en) Electroinsulating glass enamel
JP2008308393A (en) Lead-free low softening point glass, lead-free low softening point glass composition, lead-free low softening point glass paste, and fluorescent display tube
KR100653408B1 (en) Lead-free frit composition and paste composition comprising said frit for flat display panel sealing
KR20110009862A (en) Ceramic composite composition containing hollow perlite for barrier rib of plasma display panel
JPH0274536A (en) Hard glass for press molding
KR100782160B1 (en) Glass frit compositions for barrier ribs of pdp
RU2209786C2 (en) Insulating enamel
US3005722A (en) Glass composition
CN105198211A (en) Low-melting-point glass powder and preparation method thereof
JP2009091184A (en) Lead-free glass for coating electrode and plasma display device
RU2526445C2 (en) Electroinsulating glass enamel for stainless steel products

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20141029