RU2774345C1 - Composition of electronic purity fiberglass, as well as fiberglass and electronic fabric made from it - Google Patents

Composition of electronic purity fiberglass, as well as fiberglass and electronic fabric made from it Download PDF

Info

Publication number
RU2774345C1
RU2774345C1 RU2021121904A RU2021121904A RU2774345C1 RU 2774345 C1 RU2774345 C1 RU 2774345C1 RU 2021121904 A RU2021121904 A RU 2021121904A RU 2021121904 A RU2021121904 A RU 2021121904A RU 2774345 C1 RU2774345 C1 RU 2774345C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
mgo
glass fiber
cao
ratio
sio
Prior art date
Application number
RU2021121904A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Гожун ЦАО
Вэньчжун СИН
Линь Чжан
Чжунхуа ЯО
Хунъя ЧЖОУ
Original Assignee
Цзюйши Груп Ко., Лтд.
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 Цзюйши Груп Ко., Лтд. filed Critical Цзюйши Груп Ко., Лтд.
Application granted granted Critical
Publication of RU2774345C1 publication Critical patent/RU2774345C1/en

Links

Abstract

FIELD: electronic industry.
SUBSTANCE: invention relates to a composition of fiberglass for the bases of printed circuit boards for the electronic industry, as well as fiberglass and electronic fabric made from it. The proposed composition contains the following components, wt. %: 51.0-57.5 SiO2, 11.0-17.0 Al2O3, more than 4.5 and less than or equal to 6.4 B2O3, 19.5-24.8 CaO, 0.1-1.0 MgO, 0.05-1.2 R2O=Na2O+K2O+Li2O, 0.05-0.8 Fe2O3, 0.01-1.0 TiO2 and 0.01-1.0 F2; at the same time, the range of the ratio of weight percentages C1=SiO2/B2O3 is from 8.1 to 12.7, the range of the ratio of weight percentages C2=B2O3/(R2O+MgO) is from 2.05 to 6.3 and the total weight percentage of the components listed above is greater than or equal to 99%. The proposed composition can reduce the cost and evaporation of raw materials. It can also improve the dielectric properties of glass, enhance the mechanical properties and water resistance of glass fiber, and improve the temperature range for fiber formation.
EFFECT: proposed composition is suitable for large-scale production in bath furnaces.
20 cl, 5 tbl, 9 ex

Description

По настоящей заявке на патент испрашивается приоритет на основании предварительной заявки на патент Китая № 201910912829.1, поданной 25 сентября 2019 года под названием «Electronic-grade glass fiber composition, and glass fiber and electronic fabric thereof», содержание которой в полном объеме включено в настоящий документ посредством ссылки.This patent application claims priority based on China Provisional Patent Application No. 201910912829.1 filed on September 25, 2019 titled "Electronic-grade glass fiber composition, and glass fiber and electronic fabric thereof", the contents of which are incorporated herein in their entirety through a link.

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИFIELD OF TECHNOLOGY

Настоящее изобретение относится к композиции стекловолокна, в частности, к композициям стекловолокна электронной чистоты, которые можно применять в электронной промышленности, а также к стекловолокну и изготовленной из него электронной ткани.The present invention relates to a glass fiber composition, in particular to electronic purity glass fiber compositions that can be used in the electronics industry, as well as to glass fiber and electronic fabric made from it.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИBACKGROUND OF THE INVENTION

Стекловолокно представляет собой неорганический волокнистый материал. В качестве функционального материала основания печатной платы для электронной промышленности стекловолокно электронной чистоты в основном применяют в таких областях, как коммуникации, компьютер, сборка микросхем, бытовая электронная аппаратура, электронная аппаратура подвижных объектов и т.д. Промышленная цепочка «электронное стекловолокно, электронная ткань, фольгированная медью плата и печатная плата (PCB)» представляет собой ключевой вариант применения стекловолокна электронной чистоты. Для соответствия диэлектрическим свойствам PCB, необходимо, чтобы стекловолокно электронной чистоты имело хорошие диэлектрические свойства.Fiberglass is an inorganic fibrous material. As a functional PCB base material for the electronics industry, EP glass fiber is mainly used in fields such as communication, computer, chip assembly, consumer electronics, electronics of moving objects, etc. The industrial chain "electronic glass fiber, electronic cloth, copper foil board and printed circuit board (PCB)" is a key application of electronic purity glass fiber. In order to match the dielectric properties of PCB, it is necessary that the electronic purity glass fiber has good dielectric properties.

В настоящее время стекловолокно электронной чистоты для PCB как в Китае, так и за рубежом представляет собой в основном D-стекловолокно с высоким содержанием бора и традиционное E-стекловолокно. D-стекловолокно представляет собой стекловолокно с низкой диэлектрической проницаемостью, его диэлектрические свойства лучше, чем у традиционного E-стекловолокна, и оно может соответствовать требованиям обработки информации с высокой плотностью и высокой скоростью. D-Стекловолокно в основном содержит от 20 до 25% B2O3, от 72 до 76% SiO2, от 0 до 5% Al2O3 и от 2 до 4% Na2O+K2O, выраженные в процентах по массе. Диэлектрическая проницаемость D-стекловолокна (1 МГц при комнатной температуре) ниже 4,5, но D-стекловолокно с трудом подается плавлению и растяжению. Например, его температура формования составляет более 1400°С, что сложно реализовать при крупномасштабном производстве в ванных печах. В то же время характеристики сверления и водонепроницаемость продуктов из D-стекловолокна являются недостаточными, что представляет собой неблагоприятный фактор для последующей обработки и применения. D-стекловолокно также имеет недостаток, связанный с высокой стоимостью сырьевых материалов.At present, the electronic purity glass fiber for PCB both in China and abroad is mainly high boron D-glass fiber and traditional E-glass fiber. D-glass fiber is a low dielectric glass fiber, its dielectric property is better than traditional E-glass fiber, and it can meet the requirements of high-density, high-speed information processing. D-Glass fiber mainly contains 20 to 25% B 2 O 3 , 72 to 76% SiO 2 , 0 to 5% Al 2 O 3 and 2 to 4% Na 2 O+K 2 O expressed as a percentage by weight. The dielectric constant of D-glass fiber (1 MHz at room temperature) is below 4.5, but D-glass fiber is difficult to melt and stretch. For example, its molding temperature is more than 1400°C, which is difficult to realize in large-scale production in bath furnaces. At the same time, the drilling performance and water resistance of D-glass fiber products are insufficient, which is an unfavorable factor for subsequent processing and application. D-glass fiber also has the disadvantage of high cost of raw materials.

В качестве обычного стекловолокна электронной чистоты в настоящее время основным коммерческим стекловолокном для электронной промышленности является традиционное E-стекловолокно с высоким содержанием бора. Диэлектрическая проницаемость традиционного E-стекловолокна обычно составляет от 6,7 до 7,1 при 1 МГц при комнатной температуре, что может соответствовать требованиям традиционных печатных плат, при этом традиционное E-стекловолокно имеет преимущество в виде хороших характеристик плавления и превосходной обрабатываемости. Однако на практике содержание B2O3 в традиционном E-стекловолокне, произведенном различными компаниями, обычно составляет 7,2% при отклонении ±0,4%, поэтому сырьевые материалы все еще являются дорогостоящими. Кроме того, наличие большого количества бора в сырьевых материалах приводит к высокой летучести шихты, что способствует ускорению высокотемпературной коррозии огнеупорных материалов, применяемых в печи. Кроме того, традиционное E-стекловолокно имеет другие недостатки, такие как плохие механические свойства и неудовлетворительная водонепроницаемость.As an ordinary electronic purity glass fiber, at present, the main commercial glass fiber for the electronics industry is the traditional E-glass fiber with a high boron content. The dielectric constant of conventional E-glass fiber is generally 6.7 to 7.1 at 1 MHz at room temperature, which can meet the requirements of conventional printed circuit boards, while conventional E-glass fiber has the advantage of good melting performance and excellent workability. However, in practice the content of B2O3 in the traditional E-glass fiber produced by various companies is usually 7.2% with a deviation of ±0.4%, so the raw materials are still expensive. In addition, the presence of a large amount of boron in the raw materials leads to a high volatility of the charge, which contributes to the acceleration of high-temperature corrosion of refractory materials used in the furnace. In addition, conventional E-glass fiber has other disadvantages such as poor mechanical properties and poor water resistance.

Кроме того, основное внимание в случае стекловолокна общего назначения для армирования уделяется механическим свойствам и коррозионной стойкости. Рассмотрим в качестве примера E-стекловолокно, не содержащее бор. Его композиция не содержит бор или в то же время даже не содержит фтор, при этом общее количество оксидов щелочных и щелочноземельных металлов будет необходимо увеличить с тем, чтобы уменьшить вязкость и трудности при плавлении стекла. Таким образом, сложность производства будет уменьшена при одновременном повышении эффективности производства. В результате сложно обеспечить соответствие электрических свойств не содержащего бора E-стекловолокна и характеристик сверления стекловолоконных плит требованиям PCB, соответственно, E-стекловолокно, не содержащее бор, не подходит для производства стекловолокна электронной чистоты.In addition, the focus in the case of general purpose fiberglass for reinforcement is on mechanical properties and corrosion resistance. Let's take boron-free E-glass fiber as an example. Its composition does not contain boron or at the same time does not even contain fluorine, while the total amount of alkali and alkaline earth metal oxides will need to be increased in order to reduce viscosity and difficulty in melting glass. Thus, the complexity of production will be reduced while improving production efficiency. As a result, it is difficult to ensure that the electrical properties of boron-free E-glass fiber and the drilling performance of glass fiber boards meet the requirements of PCB, respectively, E-glass fiber that does not contain boron is not suitable for the production of electronic purity glass fiber.

В настоящее время многие предприятия по производству стекловолокна и научно-исследовательские институты, занимающиеся стекловолокном, сосредоточены на исследовании и разработке стекловолокна с низкой диэлектрической проницаемостью, при этом исследования и инновации в отношении E-стекловолокна электронной чистоты очень редки. В практическом плане существует много проблем с традиционным E-стекловолокном электронной чистоты. С точки зрения улучшения свойств стекла, снижения затрат, уменьшения испарения и улучшения диапазона температур для формирования волокна, все еще сохраняется значительный потенциал для улучшения традиционного E-стекловолокна электронной чистоты.At present, many glass fiber enterprises and glass fiber research institutes focus on the research and development of low dielectric glass fiber, and the research and innovation of electronic purity E-glass fiber is very rare. In practical terms, there are many problems with traditional E-glass fiber of electronic purity. In terms of improving glass properties, reducing costs, reducing evaporation, and improving the temperature range for fiber formation, there is still significant potential for improving traditional E-glass fiber of electronic purity.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯSUMMARY OF THE INVENTION

Для решения проблемы, описанной выше, настоящее изобретение нацелено на обеспечение композиции стекловолокна электронной чистоты. Такая композиция может снижать стоимость и испарение сырьевых материалов и уменьшать коррозию огнеупорных материалов. Она также может улучшать диэлектрические свойства стекла, усиливать механические свойства и водонепроницаемость, а также улучшать диапазон температур для формирования волокна. Предложенная композиция подходит для крупномасштабного производства в ванных печах.In order to solve the problem described above, the present invention aims to provide an electronically pure glass fiber composition. Such a composition can reduce the cost and evaporation of raw materials and reduce corrosion of refractory materials. It can also improve the dielectric properties of glass, enhance the mechanical properties and water resistance, and improve the temperature range for fiber formation. The proposed composition is suitable for large-scale production in bath ovens.

Согласно одному из вариантов реализации настоящего изобретения предложена композиция стекловолокна электронной чистоты, имеющая следующие процентные содержания по массе:In one embodiment, the present invention provides an electronically pure glass fiber composition having the following percentages by weight:

SiO2 SiO2 51,0-57,5%51.0-57.5% Al2O3 Al2O3 _ 11,0-17,0%11.0-17.0% B2O3 B2O3 _ >4,5% и ≤6,4%>4.5% and ≤6.4% CaOCaO 19,5-24,8%19.5-24.8% MgOMgO 0,1-1,9%0.1-1.9% R2O=Na2O+K2O+Li2OR 2 O \u003d Na 2 O + K 2 O + Li 2 O 0,05-1,2%0.05-1.2% Fe2O3 Fe2O3 _ 0,05-0,8%0.05-0.8% TiO2 TiO2 0,01-1,0%0.01-1.0% F2 F2 0,01-1,0%0.01-1.0%

при этом диапазон отношения массовых процентов C1=SiO2/B2O3 составляет от 8,1 до 12,7, диапазон отношения массовых процентов C2=B2O3/(R2O+MgO) составляет от 1,7 до 6,3 и общее массовое процентное содержание перечисленных выше компонентов составляет больше или равно 99%.while the range of the ratio of mass percent C1=SiO 2 /B 2 O 3 is from 8.1 to 12.7, the range of the ratio of mass percent C2=B 2 O 3 /(R 2 O+MgO) is from 1.7 to 6 ,3 and the total mass percentage of the above components is greater than or equal to 99%.

Согласно одной из категорий такого варианта реализации диапазон отношения массовых процентов C3=(SiO2+Al2O3)/(B2O3+MgO) составляет от 9,0 до 15,0.According to one category of such an embodiment, the weight percent ratio range C3=(SiO 2 +Al 2 O 3 )/(B 2 O 3 +MgO) is 9.0 to 15.0.

Согласно одной из категорий такого варианта реализации диапазон отношения массовых процентов C4=CaO/(CaO+MgO) составляет больше или равен 0,915.According to one category of such an embodiment, the range of the weight percent ratio C4=CaO/(CaO+MgO) is greater than or equal to 0.915.

Согласно одной из категорий такого варианта реализации диапазон содержания R2O составляет от 0,1 до 0,8% в процентных содержаниях по массе.According to one category of such an implementation option, the range of R 2 O content is from 0.1 to 0.8% in percentage by weight.

Согласно одной из категорий такого варианта реализации диапазон содержания MgO составляет от 0,45 до 1,9% в процентных содержаниях по массе.According to one category of such an implementation option, the range of MgO content is from 0.45 to 1.9% in percentage by weight.

Согласно одной из категорий такого варианта реализации диапазон содержания B2O3 составляет от 4,55 до 6,1% в процентных содержаниях по массе.According to one category of such an embodiment, the range of B 2 O 3 content is from 4.55 to 6.1% in percentage by weight.

Согласно одной из категорий такого варианта реализации диапазон содержания F2 составляет от 0,3 до 1,0% в процентных содержаниях по массе.According to one category of such an implementation option, the range of F 2 content is from 0.3 to 1.0% in percentage by weight.

Согласно одной из категорий такого варианта реализации диапазон содержания Li2O составляет менее 0,1% в процентных содержаниях по массе.According to one category of such an embodiment, the Li 2 O content range is less than 0.1% in percentage by weight.

Согласно одной из категорий такого варианта реализации диапазон суммарного содержания B2O3+MgO составляет от 5,0 до 7,6% в процентных содержаниях по массе.According to one category of such an implementation option, the range of the total content of B 2 O 3 +MgO is from 5.0 to 7.6% in percentage by weight.

Согласно одной из категорий такого варианта реализации диапазон суммарного содержания SiO2+Al2O3 составляет от 68,5 до 74,0% в процентных содержаниях по массе.According to one category of such an implementation, the range of the total content of SiO 2 +Al 2 O 3 is from 68.5 to 74.0% in percentage by weight.

Согласно одной из категорий такого варианта реализации диапазон суммарного содержания CaO+MgO+R2O составляет от 20,5 до 25,8% в процентных содержаниях по массе.According to one category of such an implementation option, the range of the total content of CaO+MgO+R 2 O is from 20.5 to 25.8% in percentage by weight.

Согласно одной из категорий такого варианта реализации диапазон содержания CaO составляет от 22,2 до 24,8% в процентных содержаниях по массе.According to one category of such an embodiment, the CaO content range is from 22.2 to 24.8% in percentage by weight.

Согласно одной из категорий такого варианта реализации предложенная композиция содержит следующие компоненты, выраженные в виде процентных содержаний по массе:According to one category of such an implementation option, the proposed composition contains the following components, expressed as percentages by weight:

SiO2 SiO2 51,0-57,5%51.0-57.5% Al2O3 Al2O3 _ 11,0-17,0%11.0-17.0% B2O3 B2O3 _ >4,5% и ≤6,4%>4.5% and ≤6.4% CaOCaO 19,5-24,8%19.5-24.8% MgOMgO 0,1-1,9%0.1-1.9% R2O=Na2O+K2O+Li2OR 2 O \u003d Na 2 O + K 2 O + Li 2 O 0,05-1,2%0.05-1.2% Fe2O3 Fe2O3 _ 0,05-0,8%0.05-0.8% TiO2 TiO2 0,01-1,0%0.01-1.0% F2 F2 0,01-1,0%0.01-1.0%

при этом диапазон отношения массовых процентов C1=SiO2/B2O3 составляет от 8,1 до 12,7, диапазон отношения массовых процентов C2=B2O3/(R2O+MgO) составляет от 1,7 до 6,3, диапазон отношения массовых процентов C3=(SiO2+Al2O3)/(B2O3+MgO) составляет от 9,0 до 15,0, диапазон отношения массовых процентов C4=CaO/(CaO+MgO) составляет больше или равен 0,915 и общее массовое процентное содержание перечисленных выше компонентов составляет больше или равно 99%.while the range of the ratio of mass percent C1=SiO 2 /B 2 O 3 is from 8.1 to 12.7, the range of the ratio of mass percent C2=B 2 O 3 /(R 2 O+MgO) is from 1.7 to 6 ,3, the mass percent ratio range C3=(SiO 2 +Al 2 O 3 )/(B 2 O 3 +MgO) is 9.0 to 15.0, the mass percent ratio range C4=CaO/(CaO+MgO) is greater than or equal to 0.915; and the total weight percentage of the above components is greater than or equal to 99%.

Согласно одной из категорий такого варианта реализации предложенная композиция содержит следующие компоненты, выраженные в виде процентных содержаний по массе:According to one category of such an implementation option, the proposed composition contains the following components, expressed as percentages by weight:

SiO2 SiO2 52,0-57,0%52.0-57.0% Al2O3 Al2O3 _ 12,0-16,0%12.0-16.0% B2O3 B2O3 _ >4,5% и ≤6,4%>4.5% and ≤6.4% CaOCaO 20,0-24,4%20.0-24.4% MgOMgO 0,1-1,9%0.1-1.9% R2O=Na2O+K2O+Li2OR 2 O \u003d Na 2 O + K 2 O + Li 2 O 0,05-1,2%0.05-1.2% Fe2O3 Fe2O3 _ 0,05-0,8%0.05-0.8% TiO2 TiO2 0,01-1,0%0.01-1.0% F2 F2 0,01-1,0%0.01-1.0%

при этом диапазон отношения массовых процентов C1=SiO2/B2O3 составляет от 8,3 до 12,5, диапазон отношения массовых процентов C2=B2O3/(R2O+MgO) составляет от 1,7 до 6,3 и общее массовое процентное содержание перечисленных выше компонентов составляет больше или равно 99%.while the range of the ratio of mass percent C1=SiO 2 /B2O 3 is from 8.3 to 12.5, the range of the ratio of mass percent C2=B 2 O 3 /(R 2 O+MgO) is from 1.7 to 6.3 and the total mass percentage of the above components is greater than or equal to 99%.

Согласно одной из категорий такого варианта реализации предложенная композиция содержит следующие компоненты, выраженные в виде процентных содержаний по массе:According to one category of such an implementation option, the proposed composition contains the following components, expressed as percentages by weight:

SiO2 SiO2 52,0-57,0%52.0-57.0% Al2O3 Al2O3 _ 12,0-16,0%12.0-16.0% B2O3 B2O3 _ >4,5% и ≤6,4%>4.5% and ≤6.4% CaOCaO 20,0-24,4%20.0-24.4% MgOMgO 0,1-1,9%0.1-1.9% R2O=Na2O+K2O+Li2OR 2 O \u003d Na 2 O + K 2 O + Li 2 O 0,05-0,95%0.05-0.95% Fe2O3 Fe2O3 _ 0,05-0,8%0.05-0.8% TiO2 TiO2 0,05-0,8%0.05-0.8% F2 F2 0,05-0,8%0.05-0.8%

при этом диапазон отношения массовых процентов C1=SiO2/B2O3 составляет от 8,3 до 12,5, диапазон отношения массовых процентов C2=B2O3/(R2O+MgO) составляет от 1,7 до 6,3, диапазон отношения массовых процентов C3=(SiO2+Al2O3)/(B2O3+MgO) составляет от 9,0 до 15,0, диапазон отношения массовых процентов C4=CaO/(CaO+MgO) составляет больше или равен 0,915 и общее массовое процентное содержание перечисленных выше компонентов составляет больше или равно 99%.while the range of the ratio of mass percent C1=SiO 2 /B2O 3 is from 8.3 to 12.5, the range of the ratio of mass percent C2=B 2 O 3 /(R 2 O+MgO) is from 1.7 to 6.3 , the mass percent ratio range of C3=(SiO 2 +Al 2 O 3 )/(B 2 O 3 +MgO) is 9.0 to 15.0, the mass percent ratio range of C4=CaO/(CaO+MgO) is more or equal to 0.915 and the total mass percentage of the above components is greater than or equal to 99%.

Согласно одной из категорий такого варианта реализации предложенная композиция содержит один или более компонентов, выбранных из группы, состоящей из SO3, SrO, CeO2, La2O3, Y2O3, ZrO2 и ZnO, при этом суммарное массовое процентное содержание составляет менее 1%.According to one category of such implementation option, the proposed composition contains one or more components selected from the group consisting of SO 3 , SrO, CeO 2 , La 2 O 3 , Y 2 O 3 , ZrO 2 and ZnO, while the total mass percentage is less than 1%.

Согласно другому аспекту настоящего изобретения предложено стекловолокно электронной чистоты, полученное из композиции стекловолокна электронной чистоты.According to another aspect of the present invention, there is provided an EP glass fiber made from an EP glass fiber composition.

Диапазон диэлектрической проницаемости указанного стекловолокна электронной чистоты предпочтительно составляет от 6,3 до 7,0 при 1 МГц при комнатной температуре.The dielectric constant range of said electronically pure glass fiber is preferably 6.3 to 7.0 at 1 MHz at room temperature.

Согласно еще одному аспекту настоящего изобретения предложена электронная ткань, содержащая стекловолокно электронной чистоты.According to yet another aspect of the present invention, there is provided an electronic fabric comprising an electronically pure glass fiber.

Такую электронную ткань предпочтительно применяют в качестве материала основания для печатных плат.Such an electronic fabric is preferably used as a base material for printed circuit boards.

Композиция стекловолокна электронной чистоты согласно настоящему изобретению относится, в частности, к композиции стекловолокна электронной чистоты, имеющей высокие экономические характеристики. Предложенная композиция позволяет в основном регулировать содержание SiO2, Al2O3, B2O3 и F2, соответственно, и при этом позволяет выбрать содержание оксидов щелочных металлов и оксидов щелочноземельных металлов, соответственно, а также в комбинации, и позволяет регулировать надлежащим образом относительные содержания SiO2/B2O3 и B2O3/(R2O+MgO). Кроме того, предложенная композиция позволяет сохранять каждое из отношений (SiO2+Al2O3)/(B2O3+MgO) и CaO/(CaO+MgO) в подходящем диапазоне, вследствие чего синергетические эффекты между группой ионов кремния, ионов бора и ионов алюминия и группой ионов щелочных металлов и ионов щелочноземельных металлов будут усиливаться. Посредством регулирования содержания и соотношений перечисленных выше компонентов композиция стекловолокна электронной чистоты согласно настоящему изобретению может снижать стоимость и испарение сырьевых материалов. Она также может улучшать диэлектрические свойства стекла, усиливать механические свойства и водонепроницаемость, а также улучшать диапазон температур для формирования волокна для повышения эффективности производства. Предложенная композиция подходит для крупномасштабного производства в ванных печах.The EP glass fiber composition according to the present invention relates in particular to an EP glass fiber composition having high economic performance. The proposed composition allows you to basically control the content of SiO 2 , Al 2 O 3 , B 2 O 3 and F2, respectively, and at the same time allows you to select the content of oxides of alkali metals and oxides of alkaline earth metals, respectively, as well as in combination, and allows you to properly adjust relative contents of SiO 2 /B 2 O 3 and B 2 O 3 /(R 2 O+MgO). In addition, the proposed composition allows you to keep each of the ratios (SiO 2 +Al 2 O 3 )/(B 2 O 3 +MgO) and CaO/(CaO+MgO) in a suitable range, resulting in synergistic effects between a group of silicon ions, ions boron and aluminum ions and a group of alkali metal ions and alkaline earth metal ions will be enhanced. By adjusting the content and ratios of the above components, the electronic purity glass fiber composition of the present invention can reduce the cost and evaporation of raw materials. It can also improve the dielectric properties of glass, enhance the mechanical properties and water resistance, and improve the temperature range for fiber formation to improve production efficiency. The proposed composition is suitable for large-scale production in bath ovens.

Конкретно, композиция стекловолокна электронной чистоты согласно настоящему изобретению содержит следующие компоненты, выраженные в виде процентных содержаний по массе:Specifically, the electronic purity glass fiber composition of the present invention contains the following components, expressed as percentages by weight:

SiO2 SiO2 51,0-57,5%51.0-57.5% Al2O3 Al2O3 _ 11,0-17,0%11.0-17.0% B2O3 B2O3 _ >4,5% и ≤6,4%>4.5% and ≤6.4% CaOCaO 19,5-24,8%19.5-24.8% MgOMgO 0,1-1,9%0.1-1.9% R2O=Na2O+K2O+Li2OR 2 O \u003d Na 2 O + K 2 O + Li 2 O 0,05-1,2%0.05-1.2% Fe2O3 Fe2O3 _ 0,05-0,8%0.05-0.8% TiO2 TiO2 0,01-1,0%0.01-1.0% F2 F2 0,01-1,0%0.01-1.0%

при этом диапазон отношения массовых процентов C1=SiO2/B2O3 составляет от 8,1 до 12,7, диапазон отношения массовых процентов C2=B2O3/(R2O+MgO) составляет от 1,7 до 6,3 и общее массовое процентное содержание перечисленных выше компонентов составляет больше или равно 99%.while the range of the ratio of mass percent C1=SiO 2 /B 2 O 3 is from 8.1 to 12.7, the range of the ratio of mass percent C2=B 2 O 3 /(R 2 O+MgO) is from 1.7 to 6 ,3 and the total mass percentage of the above components is greater than or equal to 99%.

Действие и содержание каждого компонента в предложенной композиции стекловолокна электронной чистоты описаны следующим образом:The action and content of each component in the proposed electronic purity glass fiber composition is described as follows:

В качестве оксида-структурообразователя стекла SiO2 представляет собой основной оксид, формирующий структуру стекла, и почти не может перемещаться под действием электрического поля. В композиции стекловолокна электронной чистоты согласно настоящему изобретению диапазон содержания SiO2 составляет от 51,0 до 57,5% по массе. Диапазон массовых процентов SiO2 предпочтительно может составлять от 52,0 до 57,5%, более предпочтительно от 52,0 до 57,0% и еще более предпочтительно от 53,0 до 56,5%. Согласно другому варианту реализации настоящего изобретения диапазон массовых процентов SiO2 может составлять от 54,2 до 57,5%, и диапазон массовых процентов F2 может составлять от 0,3 до 1,0%.As a structurant oxide of glass, SiO 2 is the main oxide that forms the structure of glass, and almost cannot move under the influence of an electric field. In the electronic purity glass fiber composition of the present invention, the SiO 2 content range is from 51.0 to 57.5% by weight. The weight percent range of SiO 2 may preferably be from 52.0 to 57.5%, more preferably from 52.0 to 57.0%, and even more preferably from 53.0 to 56.5%. According to another embodiment of the present invention, the mass percent range of SiO 2 may be from 54.2 to 57.5%, and the mass percent range of F2 may be from 0.3 to 1.0%.

B2O3 представляет собой оксид, формирующий структуру стекла. Он может улучшать многие свойства стекла, а также обладает хорошим эффектом флюсирования. В то же время в других условиях бор может присутствовать в форме треугольников [BO3] и/или тетраэдров [BO4]. При высоких температурах плавления трудно получить тетраэдры [BO4], и образуются треугольники [BO3], что является основной причиной, почему B2O3 может уменьшать вязкость стекла при высоких температурах; при низких температурах ионы B3+ проявляют склонность к захвату свободного кислорода с образованием борсодержащих кислородных тетраэдров, влияющих на заполнение структуры. При этом объем тетраэдра [BO4] меньше, чем объем тетраэдра [SiO4], что обычно делает структуру стекла более компактной и, таким образом, способствует уменьшению проводимости и диэлектрической проницаемости стекла.B 2 O 3 is an oxide that forms the structure of glass. It can improve many properties of glass, and it also has good fluxing effect. At the same time, under other conditions, boron may be present in the form of [BO 3 ] triangles and/or [BO 4 ] tetrahedra. At high melting temperatures, it is difficult to obtain [BO 4 ] tetrahedra and [BO 3 ] triangles are formed, which is the main reason why B 2 O 3 can reduce glass toughness at high temperatures; at low temperatures, B3+ ions tend to capture free oxygen with the formation of boron-containing oxygen tetrahedra, which affect the filling of the structure. Here, the volume of the [BO 4 ] tetrahedron is smaller than the volume of the [SiO 4 ] tetrahedron, which generally makes the glass structure more compact and thus helps to reduce the conductivity and dielectric constant of the glass.

Однако цена борсодержащих сырьевых материалов очень высока. Более того, бор является летучим веществом, и присутствие большого количества борсодержащих сырьевых материалов приводит к высокой летучести шихты. Это ускорит высокотемпературную коррозию огнеупорных материалов печи. Кроме того, механические свойства, кислотоустойчивость и водонепроницаемость электронного стекловолокна с высоким содержанием бора являются неудовлетворительными.However, the price of boron-containing raw materials is very high. Moreover, boron is a volatile substance, and the presence of a large amount of boron-containing raw materials leads to a high volatility of the mixture. This will accelerate the high temperature corrosion of the furnace refractory materials. In addition, the mechanical properties, acid resistance and water resistance of high boron electronic glass fiber are not satisfactory.

В композиции стекловолокна электронной чистоты согласно настоящему изобретению диапазон массовых процентов B2O3 может составлять более 4,5% и быть меньше или равным 6,4%. Диапазон массовых процентов B2O3 предпочтительно может составлять от 4,55 до 6,4%, более предпочтительно от 4,55 до 6,1% и даже более предпочтительно от 4,7 до 6,1%. Кроме того, согласно другому варианту реализации настоящего изобретения диапазон массовых процентов SiO2 составляет от 52,0 до 55,9%, и диапазон массовых процентов B2O3 составляет от 5,1 до 6,4%.In the electronic purity glass fiber composition of the present invention, the range of mass percent B 2 O 3 may be greater than 4.5% and less than or equal to 6.4%. The weight percent range of B 2 O 3 may preferably be 4.55 to 6.4%, more preferably 4.55 to 6.1%, and even more preferably 4.7 to 6.1%. In addition, according to another embodiment of the present invention, the mass percent range of SiO2 is from 52.0 to 55.9%, and the mass percent range of B 2 O 3 is from 5.1 to 6.4%.

Al2O3 представляет собой промежуточный оксид стекла, а также основной оксид, формирующий структуру стекла. В комбинации с SiO2 он может оказывать существенное влияние на механические свойства стекла и на рекристаллизацию стекла и водонепроницаемость. В E-стекле с высоким содержанием бора вследствие более сильной склонности B3+ к объединению с ионами кислорода тетраэдрическая координация Al3+ нарушается под влиянием большого количества ионов B3+ с высокой напряженностью поля. Соответственно, способность ионов Al3+ захватывать свободный кислород с образованием тетраэдров оксида алюминия ослабевает, и ионы Al3+ в стекле обычно находятся в форме октаэдров. При уменьшении подходящим образом содержания B2O3 склонность Al3+ к захвату свободного кислорода и образованию тетраэдров оксида алюминия может повышаться, эффект заполнения структуры может усиливаться и количество легко поляризуемых немостиковых ионов кислорода может уменьшаться. Таким образом, диэлектрическая проницаемость стекла будет снижаться. Al 2 O 3 is an intermediate glass oxide and also the main oxide that forms the glass structure. In combination with SiO 2 it can have a significant effect on the mechanical properties of glass and on glass recrystallization and water tightness. In E-glass with a high boron content, due to the stronger propensity of B3+ to combine with oxygen ions, the tetrahedral coordination of Al3+ is broken by a large number of B3+ ions with a high field strength. Accordingly, the ability of Al3+ ions to capture free oxygen to form aluminum oxide tetrahedra is weakened, and Al3+ ions in glass are usually in the form of octahedrons. By suitably reducing the B 2 O 3 content, the tendency of Al3+ to capture free oxygen and form alumina tetrahedra may increase, the structure filling effect may be enhanced, and the amount of easily polarizable non-bridging oxygen ions may decrease. Thus, the dielectric constant of the glass will decrease.

В композиции стекловолокна электронной чистоты согласно настоящему изобретению диапазон массовых процентов Al2O3 может составлять от 11,0 до 17,0%, предпочтительно от 11,5 до 16,5% и более предпочтительно от 12,0 до 16,0%.In the electronically pure glass fiber composition of the present invention, the Al 2 O 3 weight percent range may be 11.0 to 17.0%, preferably 11.5 to 16.5%, and more preferably 12.0 to 16.0%.

При обеспечении электрических свойств стекла для повышения экономических характеристик продуктов, а также учета эффекта плавления и осветления стекла, содержание оксида бора можно уменьшить соответствующим образом, при этом можно регулировать количество структурообразователя и мостикового кислорода в стекле с тем, чтобы конкуренция между ионами бора и ионами кремния при захвате кислорода находилась под контролем, диэлектрическая проницаемость стекла снижалась, а механические свойства стекла усиливались. В композиции стекловолокна электронной чистоты согласно настоящему изобретению отношение массовых процентов C1=SiO2/B2O3 может составлять от 8,1 до 12,7. Отношение массовых процентов C1 предпочтительно может составлять от 8,3 до 12,7, более предпочтительно от 8,3 до 12,5 и даже более предпочтительно может составлять от 8,5 до 12,5.While ensuring the electrical properties of glass to improve the economic performance of products, and taking into account the effect of melting and brightening glass, the content of boron oxide can be reduced accordingly, while the amount of structurant and bridging oxygen in the glass can be controlled so that the competition between boron ions and silicon ions when oxygen was captured, the dielectric constant of the glass decreased, and the mechanical properties of the glass increased. In the electronic purity glass fiber composition of the present invention, the weight percent C1=SiO 2 /B 2 O 3 ratio can be from 8.1 to 12.7. The weight percent ratio C1 may preferably be 8.3 to 12.7, more preferably 8.3 to 12.5, and even more preferably 8.5 to 12.5.

Оксиды щелочных металлов представляют собой модификаторы структуры стекла, при этом такие оксиды щелочных металлов, как Na2O, K2O и Li2O, могут уменьшать вязкость стекла и улучшать характеристики плавления стекла. Они также могут эффективно обеспечивать свободный кислород, создавать хороший синергетический эффект в комбинации с ионами бора и алюминия и образовывать определенное количество тетраэдров с отрицательными зарядами. Такие тетраэдры будут играть роль в удержании ионов Na+ путем ограничения их движения и, таким образом, будут способствовать лучшему структурному стэкинг-эффекту. Однако оксиды щелочных металлов оказывают значительное влияние на электрические свойства стекла. С увеличением содержания оксидов щелочных металлов в стекле количество одновалентных ионов щелочных металлов, а также немостиковых ионов кислорода, которые могут легко поляризоваться, будет увеличиваться, и соответственно будут возрастать проводимость и диэлектрическая проницаемость стекла.Alkali metal oxides are glass structure modifiers, and alkali metal oxides such as Na 2 O, K 2 O and Li 2 O can reduce the viscosity of glass and improve glass melting characteristics. They can also effectively provide free oxygen, create a good synergistic effect in combination with boron and aluminum ions, and form a certain number of negatively charged tetrahedra. Such tetrahedra will play a role in retaining the Na+ ions by restricting their movement and thus contribute to a better structural stacking effect. However, alkali metal oxides have a significant effect on the electrical properties of glass. With an increase in the content of alkali metal oxides in glass, the amount of monovalent alkali metal ions, as well as non-bridging oxygen ions, which can be easily polarized, will increase, and the conductivity and permittivity of the glass will increase accordingly.

При изучении композиции стекловолокна электронной чистоты согласно настоящему изобретению заявители обнаружили, что влияние Na2O на электрические свойства стекла больше, чем влияние K2O и Li2O, что связано с тем фактом, что Na2O способен образовывать немостиковые ионы кислорода с высокой поляризуемостью; между тем, воздействие двух щелочных металлов является значительным, поскольку проводимость стекла, содержащего как K2O, так и Na2O, ниже, чем проводимость стекла, содержащего только Na2O.In studying the electronic purity glass fiber composition of the present invention, Applicants found that the influence of Na 2 O on the electrical properties of glass is greater than that of K 2 O and Li 2 O, due to the fact that Na 2 O is able to form non-bridging oxygen ions with a high polarizability; meanwhile, the impact of the two alkali metals is significant because the conductivity of glass containing both K 2 O and Na 2 O is lower than that of glass containing only Na 2 O.

В композиции стекловолокна электронной чистоты согласно настоящему изобретению массовое процентное содержание R2O=Na2O+K2O+Li2O составляет от 0,05 до 1,2%. Массовое процентное содержание R2O предпочтительно составляет от 0,05 до 0,95%, более предпочтительно от 0,1 до 0,8% и даже более предпочтительно от 0,1 до 0,65%.In the composition of the glass fiber of electronic purity according to the present invention, the mass percentage of R 2 O=Na 2 O+K 2 O+Li 2 O is from 0.05 to 1.2%. The mass percentage of R2O is preferably 0.05 to 0.95%, more preferably 0.1 to 0.8%, and even more preferably 0.1 to 0.65%.

Кроме того, массовое процентное содержание Na2O+K2O может составлять от 0,05 до 0,95%, предпочтительно от 0,1 до 0,8%. Кроме того, массовое процентное содержание Na2O может составлять от 0,05 до 0,5%, предпочтительно от 0,05 до 0,35%. Кроме того, массовое процентное содержание K2O может составлять от 0,05 до 0,4%. Кроме того, массовое процентное содержание Li2O может составлять менее 0,15%, предпочтительно менее 0,1%. Кроме того, согласно другому варианту реализации настоящего изобретения композиция стекловолокна электронной чистоты, предложенная в настоящем изобретении, может не содержать Li2O. Кроме того, для улучшения электрических свойств стекла отношение массовых процентов K2O/Na2O может быть больше или равно 0,45, предпочтительно больше или равно 0,60.In addition, the mass percentage of Na 2 O+K 2 O may be from 0.05 to 0.95%, preferably from 0.1 to 0.8%. In addition, the mass percentage of Na2O may be from 0.05 to 0.5%, preferably from 0.05 to 0.35%. In addition, the mass percentage of K 2 O may be from 0.05 to 0.4%. In addition, the mass percentage of Li 2 O may be less than 0.15%, preferably less than 0.1%. In addition, according to another embodiment of the present invention, the electronic purity glass fiber composition of the present invention may not contain Li 2 O. In addition, to improve the electrical properties of the glass, the ratio of mass percent K 2 O/Na 2 O may be greater than or equal to 0 .45, preferably greater than or equal to 0.60.

CaO также является модификатором структуры стекла. Он влияет на регулирование вязкости стекла и улучшение химической стабильности и механической прочности стекла. CaO также может способствовать уменьшению скорости затвердевания расплавленного стекла и ускорению процесса образования волокон в стекле. В то же время, обладая близким ионным радиусом, ионы Ca2+ и Na+ с большей вероятностью создадут перекрестное заполнение промежутков в структуре стекла. Более того, при большей напряженности электрического поля, чем напряженность ионов Na+, ионы Ca2+, заполняющие вакансии в стекле, обладают большей способностью блокировать каналы миграции ионов. Поэтому ионы Ca2+ могут эффективно препятствовать миграции ионов Na+ и, таким образом, уменьшать проводимость и диэлектрическую проницаемость стекла.CaO is also a glass structure modifier. It affects the regulation of glass viscosity and improves the chemical stability and mechanical strength of the glass. CaO can also help slow down the rate of solidification of molten glass and speed up the process of fiber formation in the glass. At the same time, having a close ionic radius, Ca2+ and Na+ ions are more likely to create cross-filling of gaps in the glass structure. Moreover, at a higher electric field strength than that of Na+ ions, Ca2+ ions filling vacancies in glass have a greater ability to block ion migration channels. Therefore, Ca2+ ions can effectively prevent the migration of Na+ ions and thus reduce the conductivity and dielectric constant of the glass.

В композиции стекловолокна электронной чистоты согласно настоящему изобретению диапазон массовых процентов СаО может составлять от 19,5 до 24,8%. Слишком низкое содержание не позволило бы создать описанный выше превосходный эффект; при слишком высоком содержании количество немостиковых ионов кислорода в стекле будет слишком большим, что приведет к увеличению диэлектрической проницаемости, и в то же время возрастет риск кристаллизации стекла. Диапазон массовых процентов СаО предпочтительно может составлять от 20,0 до 24,4%, более предпочтительно от 20,0 до 23,9%.In the electronic purity glass fiber composition of the present invention, the weight percent range of CaO can be from 19.5 to 24.8%. Too low a content would prevent the excellent effect described above; if the content is too high, the amount of non-bridging oxygen ions in the glass will be too large, resulting in an increase in the dielectric constant, and at the same time, the risk of crystallization of the glass will increase. The weight percent range of CaO may preferably be from 20.0 to 24.4%, more preferably from 20.0 to 23.9%.

MgO представляет собой промежуточный оксид стекла и может регулировать вязкость стекла и контролировать кристаллизацию стекла. Связь Mg-O является до некоторой степени ковалентной, но ее доминирующая особенность состоит в том, что она является ионной. В структуре, содержащей недостаточное количество «свободного кислорода», связи Mg-O обладают эффектом «накопления», который способствует уменьшению проводимости и диэлектрической проницаемости стекла. Между тем ионный радиус Mg2+ меньше ионного радиуса Na+ или K+, тогда как его напряженность ионного поля значительно выше, так что связь между ионами Mg2+ и ионами кислорода в стекле является относительно более прочной, что позволяет эффективно препятствовать миграции ионов щелочных металлов Na+ и K+. MgO is an intermediate glass oxide and can adjust the viscosity of glass and control glass crystallization. The Mg-O bond is to some extent covalent, but its dominant feature is that it is ionic. In a structure containing an insufficient amount of "free oxygen", Mg-O bonds have a "storage" effect, which contributes to a decrease in the conductivity and dielectric constant of the glass. Meanwhile, the ionic radius of Mg2+ is smaller than the ionic radius of Na+ or K+, while its ionic field strength is much higher, so that the bond between Mg2+ ions and oxygen ions in the glass is relatively stronger, which can effectively prevent the migration of Na+ and K+ alkali metal ions.

В композиции стекловолокна электронной чистоты согласно настоящему изобретению диапазон массовых процентов MgO может составлять от 0,1 до 1,9%. Согласно настоящему изобретению небольшое количество MgO используют в комбинации с CaO и Al2O3, так что ионы кальция могут обеспечивать некоторое количество свободного кислорода при заполнении промежутков в структуре и, таким образом, создавать синергетический стэкинг-эффект вместе с ионами магния и ионами алюминия. Таким образом, достигается более компактное структурное накопление, при этом во время рекристаллизации стекла получают смешанное кристаллическое состояние, состоящее из волластонита (CaSiO3), диопсида (CaMgSi2O6) и полевого шпата (CaAl2Si2O8). Соответственно, уменьшается риск рекристаллизации и улучшаются диэлектрические свойства стекла.In the electronically pure glass fiber composition of the present invention, the weight percent range of MgO may be from 0.1 to 1.9%. According to the present invention, a small amount of MgO is used in combination with CaO and Al 2 O 3 so that calcium ions can provide some free oxygen while filling gaps in the structure and thus create a synergistic stacking effect along with magnesium ions and aluminum ions. Thus, a more compact structural accumulation is achieved, while during the recrystallization of the glass, a mixed crystalline state is obtained, consisting of wollastonite (CaSiO 3 ), diopside (CaMgSi 2 O 6 ) and feldspar (CaAl 2 Si 2 O 8 ). Accordingly, the risk of recrystallization is reduced and the dielectric properties of the glass are improved.

Диапазон массовых процентов MgO может предпочтительно составлять от 0,45 до 1,9%, и более предпочтительно может составлять от 0,45 до 1,6%. Согласно другому варианту реализации настоящего изобретения диапазон массовых процентов MgO может составлять от 0,1 до 0,9%, при этом диапазон массовых процентов CaO может составлять от 22,2 до 24,8%.The mass percent range of MgO may preferably be 0.45 to 1.9%, and more preferably may be 0.45 to 1.6%. According to another embodiment of the present invention, the mass percent range of MgO may be from 0.1 to 0.9%, while the mass percent range of CaO may be from 22.2 to 24.8%.

Для улучшения электрических свойств стекла, регулирования количества немостикового кислорода, ионов щелочных металлов, ионов бора и ионов магния, а также конкуренции между ними, и учета стоимости сырьевых материалов и характеристик плавления и осветления стекла, в композиции стекловолокна электронной чистоты согласно настоящему изобретению отношение массовых процентов C2=B2O3/(R2O+MgO) может составлять от 1,7 до 6,3. Отношение массовых процентов C2 предпочтительно может составлять от 1,8 до 6,1 и более предпочтительно от 2,0 до 6,0.In order to improve the electrical properties of glass, control the amount of non-bridging oxygen, alkali metal ions, boron ions and magnesium ions, as well as competition between them, and take into account the cost of raw materials and the melting and brightening characteristics of glass, in the electronic purity glass fiber composition according to the present invention, the ratio of mass percent C2=B 2 O 3 /(R 2 O+MgO) may be from 1.7 to 6.3. The weight percent ratio of C2 may preferably be from 1.8 to 6.1, and more preferably from 2.0 to 6.0.

Кроме того, для регулирования количества немостикового кислорода, ионов щелочных металлов и ионов бора, а также конкуренции между ними в стекле, уменьшения диэлектрической проницаемости и проводимости и учета механических свойств и стоимости сырьевых материалов отношение массовых процентов C3=(SiO2+Al2O3)/(B2O3+MgO) согласно настоящему изобретению может составлять от 8,0 до 16,0. Отношение массовых процентов C3 предпочтительно может составлять от 9,0 до 15,0, более предпочтительно от 9,5 до 15,0 и даже более предпочтительно от 9,5 до 14,5.In addition, to control the amount of non-bridging oxygen, alkali metal ions and boron ions, as well as the competition between them in glass, reduce the dielectric constant and conductivity, and take into account the mechanical properties and cost of raw materials, the ratio of mass percent C3=(SiO 2 +Al 2 O 3 )/(B 2 O 3 +MgO) according to the present invention can be from 8.0 to 16.0. The weight percent ratio of C3 may preferably be from 9.0 to 15.0, more preferably from 9.5 to 15.0, and even more preferably from 9.5 to 14.5.

Кроме того, согласно настоящему изобретению массовое процентное содержание SiO2+Al2O3 может составлять от 65,0 до 74,0%, предпочтительно от 67,0 до 74,0% и более предпочтительно от 68,5 до 74,0%.In addition, according to the present invention, the mass percentage of SiO 2 +Al 2 O 3 may be from 65.0 to 74.0%, preferably from 67.0 to 74.0%, and more preferably from 68.5 to 74.0% .

Кроме того, для улучшения электрических свойств стекла и обеспечения большего диапазона температур для формирования волокна и достижения лучших характеристик кристаллизации отношение массовых процентов C4=CaO/(CaO+MgO) согласно настоящему изобретению может быть больше или равно 0,915. Отношение массовых процентов C4 предпочтительно может быть больше или равно 0,920, более предпочтительно составлять от 0,920 до 0,996 и еще более предпочтительно от 0,925 до 0,995.In addition, in order to improve the electrical properties of glass and provide a larger temperature range for fiber formation and achieve better crystallization characteristics, the weight percent ratio C4=CaO/(CaO+MgO) according to the present invention may be greater than or equal to 0.915. The weight percent ratio of C4 may preferably be greater than or equal to 0.920, more preferably 0.920 to 0.996, and even more preferably 0.925 to 0.995.

Кроме того, согласно настоящему изобретению массовое процентное содержание CaO+MgO может составлять менее 25%, предпочтительно быть меньше или равным 24,5%, более предпочтительно может составлять от 20,0 до 24,5% и даже более предпочтительно может составлять от 20,0% до 24,0%. Кроме того, согласно настоящему изобретению массовое процентное содержание CaO+MgO+R2O может быть меньше или равно 25,8%, предпочтительно может составлять от 20,5 до 25,8%, более предпочтительно от 20,5 до 25,3% и даже более предпочтительно может составлять от 21,0 до 24,8%.In addition, according to the present invention, the mass percentage of CaO+MgO may be less than 25%, preferably less than or equal to 24.5%, more preferably may be from 20.0 to 24.5%, and even more preferably may be from 20, 0% to 24.0%. In addition, according to the present invention, the weight percentage of CaO+MgO+R2O may be less than or equal to 25.8%, preferably 20.5 to 25.8%, more preferably 20.5 to 25.3%, and even more preferably may be from 21.0 to 24.8%.

Кроме того, для улучшения электрических свойств и экономических характеристик стекла отношение массовых процентов B2O3/MgO согласно настоящему изобретению может быть больше или равно 2,5, предпочтительно может составлять от 2,5 до 21,5 и более предпочтительно может составлять от 3,0 до 20,0.In addition, in order to improve the electrical properties and economic performance of the glass, the B 2 O 3 /MgO mass percent ratio according to the present invention may be greater than or equal to 2.5, preferably may be 2.5 to 21.5, and more preferably may be 3 .0 to 20.0.

TiO2 может не только уменьшать вязкость стекла при высоких температурах, но и обладает определенным эффектом флюсирования. Однако слишком много ионов Ti4+ могут легко вызвать поляризацию ионного смещения в локальном внутреннем электрическом поле, что приводит к увеличению диэлектрической проницаемости стекла. В композиции стекловолокна электронной чистоты согласно настоящему изобретению диапазон содержания TiO2 может составлять от 0,01 до 1,0%. Диапазон содержания TiO2 предпочтительно может составлять от 0,05 до 0,8%, и более предпочтительно может составлять от 0,05 до 0,5%.TiO2 can not only reduce the toughness of glass at high temperatures, but also has a certain fluxing effect. However, too many Ti4+ ions can easily cause the polarization of the ion displacement in the local internal electric field, which leads to an increase in the permittivity of the glass. In the electronic purity glass fiber composition of the present invention, the TiO 2 content may range from 0.01 to 1.0%. The TiO 2 content range may preferably be 0.05 to 0.8%, and more preferably may be 0.05 to 0.5%.

Fe2O3 способствует плавлению стекла и также может улучшать характеристики кристаллизации стекла. В композиции стекловолокна электронной чистоты согласно настоящему изобретению диапазон содержания Fe2O3 может составлять от 0,05 до 0,8%, предпочтительно от 0,05 до 0,6%. Fe2O3 содержит ионы как Fe2+, так и Fe3+, при этом оба указанных иона обладают определенным окрашивающим действием. Поскольку ионы Fe3+ поглощают свет в ультрафиолетовой области, а ионы Fe2+ поглощают свет в инфракрасной области, поддержание подходящей доли ионов двухвалентного железа в стекле будет целесообразно как с точки зрения теплопоглощения жидкого стекла при его нагревании, так и в точки зрения теплоотдачи жидкого стекла при охлаждении; оно также может усиливать конвекцию жидкого стекла, улучшать скорости охлаждения и затвердевания потока стекла при вытягивании, уменьшать разрыв волокна и увеличивать прочность стекловолокна.Fe 2 O 3 promotes glass melting and can also improve glass crystallization characteristics. In the electronic purity glass fiber composition according to the present invention, the range of Fe 2 O 3 content may be from 0.05 to 0.8%, preferably from 0.05 to 0.6%. Fe 2 O 3 contains both Fe2+ and Fe3+ ions, and both of these ions have a certain coloring effect. Since Fe3+ ions absorb light in the ultraviolet region, and Fe2+ ions absorb light in the infrared region, maintaining a suitable proportion of ferrous ions in the glass will be beneficial both from the point of view of heat absorption of water glass when it is heated, and from the point of view of heat transfer of water glass when cooled; it can also enhance the water glass convection, improve the cooling and solidification rates of the glass flow when drawn, reduce fiber breakage, and increase the strength of glass fiber.

Более того, склонность к поляризации ионного смещения Fe2+ слабее, чем у ионов Fe3+. Кроме того, отношение массовых процентов FeO/Fe2O3 согласно настоящему изобретению может быть больше или равно 0,40. Отношение массовых процентов FeO/Fe2O3 предпочтительно может быть больше или равно 0,50, более предпочтительно от 0,50 до 0,85 и даже более предпочтительно от 0,55 до 0,80.Moreover, the tendency for Fe2+ ionic displacement to polarize is weaker than that of Fe3+ ions. In addition, the mass percent ratio FeO/Fe 2 O 3 according to the present invention may be greater than or equal to 0.40. The mass percent FeO/Fe 2 O 3 ratio may preferably be greater than or equal to 0.50, more preferably 0.50 to 0.85, and even more preferably 0.55 to 0.80.

F2 способствует плавлению и осветлению стекла и в комбинации с ионами железа может образовывать летучий FeF3 или бесцветный Na3FeF6, что уменьшает окрашиваемость стекла. Подходящее количество введенного фтора способствует улучшению диэлектрической проницаемости стекла. Однако фтор является летучим и должен быть удален из отходящего газа. В композиции стекловолокна электронной чистоты согласно настоящему изобретению диапазон массовых процентов F2 может составлять от 0,01 до 1,0%, предпочтительно от 0,05 до 1,0% и более предпочтительно от 0,05 до 0,8%. Согласно другому варианту реализации настоящего изобретения диапазон массовых процентов F2 может составлять от 0,3 до 1,0%.F 2 promotes melting and brightening of glass, and in combination with iron ions can form volatile FeF 3 or colorless Na 3 FeF 6 , which reduces glass coloration. A suitable amount of added fluorine helps to improve the dielectric constant of the glass. However, fluorine is volatile and must be removed from the off-gas. In the electronic purity glass fiber composition of the present invention, the F 2 weight percent range may be 0.01 to 1.0%, preferably 0.05 to 1.0%, and more preferably 0.05 to 0.8%. According to another implementation variant of the present invention, the range of weight percent F 2 may be from 0.3 to 1.0%.

Между тем согласно настоящему изобретению, суммарное массовое процентное содержание SiO2, Al2O3, B2O3, CaO, MgO, Na2O, K2O, Li2O, TiO2, Fe2O3 и F2 может быть больше или равно 99%. Суммарное массовое процентное содержание SiO2, Al2O3, B2O3, CaO, MgO, Na2O, K2O, Li2O, TiO2, Fe2O3 и F2 предпочтительно может быть больше или равно 99,5% и более предпочтительно может быть больше или равно 99,8%. В дополнение к перечисленным выше основным компонентам композиция согласно настоящему изобретению может также содержать небольшое количество других компонентов. Meanwhile, according to the present invention, the total mass percentage of SiO 2 , Al 2 O 3 , B2O3, CaO, MgO, Na 2 O, K 2 O, Li 2 O, TiO 2 , Fe 2 O 3 and F 2 may be greater than or equals 99%. The total weight percentage of SiO 2 , Al 2 O 3 , B 2 O 3 , CaO, MgO, Na 2 O, K 2 O, Li 2 O, TiO 2 , Fe 2 O 3 and F 2 may preferably be greater than or equal to 99 .5% and more preferably may be greater than or equal to 99.8%. In addition to the main components listed above, the composition according to the present invention may also contain a small amount of other components.

Кроме того, композиция согласно настоящему изобретению содержит один или более компонентов, выбранных из группы, состоящей из SO3, SrO, CeO2, La2O3, Y2O3, ZrO2 и ZnO, при этом общее количество SO3, SrO, CeO2, La2O3, Y2O3, ZrO2 и ZnO составляет менее 1% по массе. Кроме того, общее количество SO3, SrO, CeO2, La2O3, Y2O3, ZrO2 и ZnO составляет менее 0,5% по массе. Кроме того, указанная композиция содержит менее 0,5% по массе SO3. Кроме того, согласно другому варианту реализации настоящего изобретения с целью регулирования производственных затрат и улучшения защиты окружающей среды композиция по существу не содержит P2O5. Согласно еще одному варианту реализации настоящего изобретения с целью регулирования производственных затрат и плотности стекла предложенная композиция по существу не содержит SrO.In addition, the composition according to the present invention contains one or more components selected from the group consisting of SO 3 , SrO, CeO 2 , La 2 O 3 , Y 2 O 3 , ZrO 2 and ZnO, while the total amount of SO 3 , SrO , CeO 2 , La 2 O 3 , Y 2 O 3 , ZrO 2 and ZnO is less than 1% by weight. In addition, the total amount of SO 3 , SrO, CeO 2 , La 2 O 3 , Y 2 O 3 , ZrO 2 and ZnO is less than 0.5% by weight. In addition, the specified composition contains less than 0.5% by weight of SO 3 . In addition, according to another embodiment of the present invention, in order to control production costs and improve environmental protection, the composition essentially does not contain P 2 O 5 . According to another embodiment of the present invention, in order to control manufacturing costs and glass density, the proposed composition is substantially free of SrO.

Кроме того, выражение «по существу не содержит» в отношении определенного компонента в описании настоящего изобретения означает, что указанный компонент присутствует в композиции только в следовых количествах, например, в виде следов примесей, непреднамеренно введенных вместе с сырьевым материалом стекла. Массовое процентное содержание такого компонента в композиции составляет от 0 до 0,03% и в большинстве случаев от 0 до 0,01%.In addition, the expression "substantially free" in relation to a certain component in the description of the present invention means that the specified component is present in the composition only in trace amounts, for example, in the form of trace impurities, unintentionally introduced along with the glass raw material. The weight percentage of such a component in the composition is from 0 to 0.03% and in most cases from 0 to 0.01%.

Кроме того, диэлектрическая проницаемость стекловолокна электронной чистоты согласно настоящему изобретению составляет от 6,0 до 7,0 при 1 МГц и комнатной температуре. Диэлектрическая проницаемость предпочтительно составляет от 6,3 до 7,0, и более предпочтительно диэлектрическая проницаемость составляет от 6,3 до 6,8.In addition, the dielectric constant of the electronic purity glass fiber of the present invention is 6.0 to 7.0 at 1 MHz and room temperature. The dielectric constant is preferably 6.3 to 7.0, and more preferably the dielectric constant is 6.3 to 6.8.

В композиции стекловолокна электронной чистоты согласно настоящему изобретению положительные эффекты, полученные за счет перечисленных выше выбранных диапазонов содержаний компонентов, будут объяснены с помощью примеров на основе конкретных экспериментальных данных.In the electronic purity glass fiber composition of the present invention, the positive effects obtained by the above selected ranges of component contents will be explained by way of examples based on specific experimental data.

Ниже приведены примеры предпочтительных диапазонов содержания компонентов, содержащихся в композиции стекловолокна электронной чистоты согласно настоящему изобретению.The following are examples of preferred content ranges for components contained in an electronic purity glass fiber composition of the present invention.

Предпочтительный пример 1Preferred Example 1

Композиция стекловолокна электронной чистоты согласно настоящему изобретению содержит следующие компоненты, выраженные в виде процентных содержаний по массе:An electronically pure glass fiber composition according to the present invention contains the following components, expressed as percentages by weight:

SiO2 SiO2 51,0-57,5%51.0-57.5% Al2O3 Al2O3 _ 11,0-17,0%11.0-17.0% B2O3 B2O3 _ >4,5% и ≤6,4%>4.5% and ≤6.4% CaOCaO 19,5-24,8%19.5-24.8% MgOMgO 0,1-1,9%0.1-1.9% R2O=Na2O+K2O+Li2OR 2 O \u003d Na 2 O + K 2 O + Li 2 O 0,05-1,2%0.05-1.2% Fe2O3 Fe2O3 _ 0,05-0,8%0.05-0.8% TiO2 TiO2 0,01-1,0% 0.01-1.0% F2 F2 0,01-1,0%0.01-1.0%

при этом отношение массовых процентов C1=SiO2/B2O3 составляет от 8,3 до 12,5, отношение массовых процентов C2=B2O3/(R2O+MgO) составляет от 1,7 до 6,3 и общее массовое процентное содержание перечисленных выше компонентов составляет больше или равно 99%.while the ratio of mass percent C1=SiO 2 /B 2 O 3 is from 8.3 to 12.5, the ratio of mass percent C2=B 2 O 3 /(R 2 O+MgO) is from 1.7 to 6.3 and the total mass percentage of the above components is greater than or equal to 99%.

Предпочтительный пример 2Preferred Example 2

Композиция стекловолокна электронной чистоты согласно настоящему изобретению содержит следующие компоненты, выраженные в виде процентных содержаний по массе:An electronically pure glass fiber composition according to the present invention contains the following components, expressed as percentages by weight:

SiO2 SiO2 52,0-57,0%52.0-57.0% Al2O3 Al2O3 _ 12,0-16,0%12.0-16.0% B2O3 B2O3 _ >4,5% и ≤6,4%>4.5% and ≤6.4% CaOCaO 20,0-24,4%20.0-24.4% MgOMgO 0,45-1,9%0.45-1.9% R2O=Na2O+K2O+Li2OR 2 O \u003d Na 2 O + K 2 O + Li 2 O 0,05-0,95%0.05-0.95% Fe2O3 Fe2O3 _ 0,05-0,8%0.05-0.8% TiO2 TiO2 0,01-1,0%0.01-1.0% F2 F2 0,01-1,0%0.01-1.0%

при этом отношение массовых процентов C1=SiO2/B2O3 составляет от 8,1 до 12,7, отношение массовых процентов C2=B2O3/(R2O+MgO) составляет от 1,7 до 6,3 и общее массовое процентное содержание перечисленных выше компонентов составляет больше или равно 99%.while the ratio of mass percent C1=SiO 2 /B 2 O 3 is from 8.1 to 12.7, the ratio of mass percent C2=B 2 O 3 /(R 2 O+MgO) is from 1.7 to 6.3 and the total mass percentage of the above components is greater than or equal to 99%.

Предпочтительный пример 3Preferred Example 3

Композиция стекловолокна электронной чистоты согласно настоящему изобретению содержит следующие компоненты, выраженные в виде процентных содержаний по массе:An electronically pure glass fiber composition according to the present invention contains the following components, expressed as percentages by weight:

SiO2 SiO2 52,0-55,9%52.0-55.9% Al2O3 Al2O3 _ 11,0-17,0%11.0-17.0% B2O3 B2O3 _ 5,1-6,4%5.1-6.4% CaOCaO 19,5-24,8%19.5-24.8% MgOMgO 0,1-1,9%0.1-1.9% R2O=Na2O+K2O+Li2OR 2 O \u003d Na 2 O + K 2 O + Li 2 O 0,05-0,95%0.05-0.95% Fe2O3 Fe2O3 _ 0,05-0,8%0.05-0.8% TiO2 TiO2 0,01-1,0%0.01-1.0% F2 F2 0,01-1,0%0.01-1.0%

при этом отношение массовых процентов C1=SiO2/B2O3 составляет от 8,1 до 12,7, отношение массовых процентов C2=B2O3/(R2O+MgO) составляет от 1,7 до 6,3, отношение массовых процентов C3=(SiO2+Al2O3)/(B2O3+MgO) составляет от 9,5 до 15,0 и общее массовое процентное содержание перечисленных выше компонентов составляет больше или равно 99%.while the ratio of mass percent C1=SiO 2 /B 2 O 3 is from 8.1 to 12.7, the ratio of mass percent C2=B 2 O 3 /(R 2 O+MgO) is from 1.7 to 6.3 , the weight percent ratio C3=(SiO 2 +Al 2 O 3 )/(B 2 O 3 +MgO) is 9.5 to 15.0, and the total weight percentage of the above components is greater than or equal to 99%.

Предпочтительный пример 4Preferred Example 4

Композиция стекловолокна электронной чистоты согласно настоящему изобретению содержит следующие компоненты, выраженные в виде процентных содержаний по массе:An electronically pure glass fiber composition according to the present invention contains the following components, expressed as percentages by weight:

SiO2 SiO2 51,0-57,5%51.0-57.5% Al2O3 Al2O3 _ 11,0-17,0%11.0-17.0% B2O3 B2O3 _ >4,5% и ≤6,4%>4.5% and ≤6.4% CaOCaO 22,2-24,8%22.2-24.8% MgOMgO 0,1-0,9%0.1-0.9% R2O=Na2O+K2O+Li2OR 2 O \u003d Na 2 O + K 2 O + Li 2 O 0,05-1,2%0.05-1.2% Fe2O3 Fe2O3 _ 0,05-0,8%0.05-0.8% TiO2 TiO2 0,01-1,0%0.01-1.0% F2 F2 0,01-1,0%0.01-1.0%

при этом отношение массовых процентов C1=SiO2/B2O3 составляет от 8,1 до 12,7, отношение массовых процентов C2=B2O3/(R2O+MgO) составляет от 1,7 до 6,3 и общее массовое процентное содержание перечисленных выше компонентов составляет больше или равно 99%.while the ratio of mass percent C1=SiO 2 /B 2 O 3 is from 8.1 to 12.7, the ratio of mass percent C2=B 2 O 3 /(R 2 O+MgO) is from 1.7 to 6.3 and the total mass percentage of the above components is greater than or equal to 99%.

Предпочтительный пример 5Preferred Example 5

Композиция стекловолокна электронной чистоты согласно настоящему изобретению содержит следующие компоненты, выраженные в виде процентных содержаний по массе:The electronic purity glass fiber composition of the present invention contains the following components, expressed as percentages by weight:

SiO2 SiO2 54,2-57,5%54.2-57.5% Al2O3 Al2O3 _ 11,0-17,0%11.0-17.0% B2O3 B2O3 _ >4,5% и ≤6,4%>4.5% and ≤6.4% CaOCaO 19,5-24,8%19.5-24.8% MgOMgO 0,1-1,9%0.1-1.9% R2O=Na2O+K2O+Li2OR 2 O \u003d Na 2 O + K 2 O + Li 2 O 0,05-1,2%0.05-1.2% Fe2O3 Fe2O3 _ 0,05-0,8%0.05-0.8% TiO2 TiO2 0,01-1,0%0.01-1.0% F2 F2 0,3-1,0%0.3-1.0%

при этом отношение массовых процентов C1=SiO2/B2O3 составляет от 8,5 до 12,5, отношение массовых процентов C2=B2O3/(R2O+MgO) составляет от 1,7 до 6,3 и общее массовое процентное содержание перечисленных выше компонентов составляет больше или равно 99%.while the ratio of mass percent C1=SiO 2 /B 2 O 3 is from 8.5 to 12.5, the ratio of mass percent C2=B 2 O 3 /(R 2 O+MgO) is from 1.7 to 6.3 and the total mass percentage of the above components is greater than or equal to 99%.

Предпочтительный пример 6Preferred Example 6

Композиция стекловолокна электронной чистоты согласно настоящему изобретению содержит следующие компоненты, выраженные в виде процентных содержаний по массе:The electronic purity glass fiber composition of the present invention contains the following components, expressed as percentages by weight:

SiO2 SiO2 51,0-57,5%51.0-57.5% Al2O3 Al2O3 _ 11,0-17,0%11.0-17.0% B2O3 B2O3 _ 4,55-6,4%4.55-6.4% CaOCaO 19,5-24,8%19.5-24.8% MgOMgO 0,45-1,9%0.45-1.9% R2O=Na2O+K2O+Li2OR 2 O \u003d Na 2 O + K 2 O + Li 2 O 0,05-1,2%0.05-1.2% Fe2O3 Fe2O3 _ 0,05-0,8%0.05-0.8% TiO2 TiO2 0,01-1,0%0.01-1.0% F2 F2 0,01-1,0%0.01-1.0%

при этом отношение массовых процентов C1=SiO2/B2O3 составляет от 8,3 до 12,5, отношение массовых процентов C2=B2O3/(R2O+MgO) составляет от 1,7 до 6,3, отношение массовых процентов C3=(SiO2+Al2O3)/(B2O3+MgO) составляет от 9,5 до 15,0, отношение массовых процентов C4=CaO/(CaO+MgO) составляет больше или равно 0,915 и общее массовое процентное содержание перечисленных выше компонентов составляет больше или равно 99%.while the ratio of mass percent C1=SiO 2 /B 2 O 3 is from 8.3 to 12.5, the ratio of mass percent C2=B 2 O 3 /(R 2 O+MgO) is from 1.7 to 6.3 , the ratio of mass percent C3=(SiO 2 +Al 2 O 3 )/(B 2 O 3 +MgO) is from 9.5 to 15.0, the ratio of mass percent C4=CaO/(CaO+MgO) is greater than or equal to 0.915 and the total mass percentage of the above components is greater than or equal to 99%.

Предпочтительный пример 7Preferred Example 7

Композиция стекловолокна электронной чистоты согласно настоящему изобретению содержит следующие компоненты, выраженные в виде процентных содержаний по массе:The electronic purity glass fiber composition of the present invention contains the following components, expressed as percentages by weight:

SiO2 SiO2 52,0-57,0%52.0-57.0% Al2O3 Al2O3 _ 12,0-16,0%12.0-16.0% B2O3 B2O3 _ >4,5% и ≤6,4%>4.5% and ≤6.4% CaOCaO 20,0-24,4%20.0-24.4% MgOMgO 0,45-1,9%0.45-1.9% R2O=Na2O+K2O+Li2OR 2 O \u003d Na 2 O + K 2 O + Li 2 O 0,05-0,95%0.05-0.95% Fe2O3 Fe2O3 _ 0,05-0,8%0.05-0.8% TiO2 TiO2 0,01-1,0%0.01-1.0% F2 F2 0,01-1,0%0.01-1.0%

при этом отношение массовых процентов C1=SiO2/B2O3 составляет от 8,3 до 12,5, отношение массовых процентов C2=B2O3/(R2O+MgO) составляет от 1,8 до 6,1, отношение массовых процентов C3=(SiO2+Al2O3)/(B2O3+MgO) составляет от 9,5 до 15,0 и общее массовое процентное содержание перечисленных выше компонентов составляет больше или равно 99%.while the ratio of mass percent C1=SiO 2 /B 2 O 3 is from 8.3 to 12.5, the ratio of mass percent C2=B 2 O 3 /(R 2 O+MgO) is from 1.8 to 6.1 , the weight percent ratio C3=(SiO 2 +Al 2 O 3 )/(B 2 O 3 +MgO) is 9.5 to 15.0, and the total weight percentage of the above components is greater than or equal to 99%.

Предпочтительный пример 8Preferred Example 8

Композиция стекловолокна электронной чистоты согласно настоящему изобретению содержит следующие компоненты, выраженные в виде процентных содержаний по массе:The electronic purity glass fiber composition of the present invention contains the following components, expressed as percentages by weight:

SiO2 SiO2 52,0-57,0%52.0-57.0% Al2O3 Al2O3 _ 12,0-16,0%12.0-16.0% B2O3 B2O3 _ 4,55-6,4%4.55-6.4% CaOCaO 20,0-24,4%20.0-24.4% MgOMgO 0,1-1,9%0.1-1.9% R2O=Na2O+K2O+Li2OR 2 O \u003d Na 2 O + K 2 O + Li 2 O 0,05-0,95%0.05-0.95% Fe2O3 Fe2O3 _ 0,05-0,8%0.05-0.8% TiO2 TiO2 0,01-1,0%0.01-1.0% F2 F2 0,01-1,0%0.01-1.0%

при этом отношение массовых процентов C1=SiO2/B2O3 составляет от 8,3 до 12,5, отношение массовых процентов C2=B2O3/(R2O+MgO) составляет от 1,8 до 6,1, отношение массовых процентов C3=(SiO2+Al2O3)/(B2O3+MgO) составляет от 9,5 до 15,0, отношение массовых процентов C4=CaO/(CaO+MgO) составляет больше или равно 0,915 и общее массовое процентное содержание перечисленных выше компонентов составляет больше или равно 99%.while the ratio of mass percent C1=SiO 2 /B 2 O 3 is from 8.3 to 12.5, the ratio of mass percent C2=B 2 O 3 /(R 2 O+MgO) is from 1.8 to 6.1 , the ratio of mass percent C3=(SiO 2 +Al 2 O 3 )/(B 2 O 3 +MgO) is from 9.5 to 15.0, the ratio of mass percent C4=CaO/(CaO+MgO) is greater than or equal to 0.915 and the total mass percentage of the above components is greater than or equal to 99%.

Предпочтительный пример 9Preferred Example 9

Композиция стекловолокна электронной чистоты согласно настоящему изобретению содержит следующие компоненты, выраженные в виде процентных содержаний по массе:The electronic purity glass fiber composition of the present invention contains the following components, expressed as percentages by weight:

SiO2 SiO2 52,0-57,0%52.0-57.0% Al2O3 Al2O3 _ 12,0-16,0%12.0-16.0% B2O3 B2O3 _ 4,55-6,4%4.55-6.4% CaOCaO 20,0-24,4%20.0-24.4% MgOMgO 0,45-1,9%0.45-1.9% R2O=Na2O+K2O+Li2OR 2 O \u003d Na 2 O + K 2 O + Li 2 O 0,1-0,8%0.1-0.8% Fe2O3 Fe2O3 _ 0,05-0,8%0.05-0.8% TiO2 TiO2 0,05-0,8%0.05-0.8% F2 F2 0,05-0,8%0.05-0.8%

при этом отношение массовых процентов C1=SiO2/B2O3 составляет от 8,3 до 12,5, отношение массовых процентов C2=B2O3/(R2O+MgO) составляет от 1,8 до 6,1, отношение массовых процентов C3=(SiO2+Al2O3)/(B2O3+MgO) составляет от 9,5 до 15,0, отношение массовых процентов C4=CaO/(CaO+MgO) составляет больше или равно 0,920 и общее массовое процентное содержание перечисленных выше компонентов составляет больше или равно 99%.while the ratio of mass percent C1=SiO 2 /B 2 O 3 is from 8.3 to 12.5, the ratio of mass percent C2=B 2 O 3 /(R 2 O+MgO) is from 1.8 to 6.1 , the ratio of mass percent C3=(SiO 2 +Al 2 O 3 )/(B 2 O 3 +MgO) is from 9.5 to 15.0, the ratio of mass percent C4=CaO/(CaO+MgO) is greater than or equal to 0.920 and the total mass percentage of the above components is greater than or equal to 99%.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Для лучшего разъяснения целей, технических решений и преимуществ примеров настоящего изобретения технические решения в примерах настоящего изобретения четко и полностью описаны ниже. Очевидно, что примеры, описанные в настоящем документе, являются просто частью примеров настоящего изобретения и не представляют собой все примеры. Все другие иллюстративные варианты реализации, полученные специалистом в данной области техники без выполнения творческой работы на основе описанных в настоящем изобретении примеров, попадут в объем притязаний настоящего изобретения. Что необходимо уяснить, так это то, что при условии отсутствия противоречия примеры и особенности примеров, описанные в настоящей заявке, могут быть произвольно объединены друг с другом.In order to better explain the objectives, technical solutions and advantages of the examples of the present invention, the technical solutions in the examples of the present invention are clearly and completely described below. Obviously, the examples described herein are merely part of the examples of the present invention and do not represent all of the examples. All other illustrative implementations obtained by a person skilled in the art without performing creative work based on the examples described in the present invention will fall within the scope of the claims of the present invention. What needs to be understood is that, provided there is no conflict, the examples and features of the examples described in this application can be arbitrarily combined with each other.

Согласно настоящему изобретению компоненты композиции стекловолокна электронной чистоты, выраженные в виде процентных содержаний по массе, составляют: 51,0-57,5% SiO2, 11,0-17,0% Al2O3, более 4,5% и менее или равно 6,4% B2O3, 19,5-24,8% CaO, 0,1-1,9% MgO, 0,05-1,2% R2O=Na2O+K2O+Li2O, 0,05-0,8% Fe2O3, 0,01-1,0% TiO2 и 0,01-1,0% F2; при этом диапазон отношения массовых процентов C1=SiO2/B2O3 составляет от 8,1 до 12,7, диапазон отношения массовых процентов C2=B2O3/(R2O+MgO) составляет от 1,7 до 6,3 и общее массовое процентное содержание перечисленных выше компонентов составляет больше или равно 99%. Предложенная композиция имеет преимущество, состоящее в высоких экономических характеристиках. Указанная композиция может снижать стоимость и испарение сырьевых материалов, улучшать диэлектрические свойства стекла, усиливать механические свойства и водонепроницаемость, а также улучшать диапазон температур для формирования волокна. Предложенная композиция подходит для крупномасштабного производства в ванных печах.According to the present invention, the components of the composition of glass fibers of electronic purity, expressed as percentages by weight, are: 51.0-57.5% SiO 2 , 11.0-17.0% Al 2 O 3 , more than 4.5% and less or equal to 6.4% B 2 O 3 , 19.5-24.8% CaO, 0.1-1.9% MgO, 0.05-1.2% R 2 O=Na 2 O+K 2 O +Li 2 O, 0.05-0.8% Fe 2 O 3 , 0.01-1.0% TiO 2 and 0.01-1.0% F 2 ; while the range of the ratio of mass percent C1=SiO 2 /B 2 O 3 is from 8.1 to 12.7, the range of the ratio of mass percent C2=B 2 O 3 /(R 2 O+MgO) is from 1.7 to 6 ,3 and the total mass percentage of the above components is greater than or equal to 99%. The proposed composition has the advantage of high economic performance. Said composition can reduce the cost and evaporation of raw materials, improve the dielectric properties of glass, enhance mechanical properties and water resistance, and improve the temperature range for fiber formation. The proposed composition is suitable for large-scale production in bath ovens.

Для применения в примерах были выбраны конкретные значения содержания SiO2, Al2O3, B2O3, CaO, MgO, Na2O, K2O, Li2O, TiO2, Fe2O3 и F2 в композиции стекловолокна электронной чистоты согласно настоящему изобретению, которые сравнивали со свойствами пяти сравнительных примеров (пронумерованных B1-B5) в отношении следующих восьми параметров свойств, при этом B1 представлял собой композицию традиционного E-стекловолокна для применения в электронной промышленности, B2 представлял собой композицию традиционного D-стекловолокна и B3-B5 представляли собой композиции Е-стекловолокна общего назначения для армирования.Specific values for the content of SiO 2 , Al 2 O 3 , B 2 O 3 , CaO, MgO, Na 2 O, K 2 O, Li 2 O, TiO 2 , Fe 2 O 3 and F 2 in the composition were selected for use in the examples. glass fibers according to the present invention, which were compared with the properties of five comparative examples (numbered B1-B5) in respect of the following eight property parameters, where B1 was the composition of traditional E-glass fiber for use in the electronics industry, B2 was the composition of traditional D- glass fibers and B3-B5 were general purpose E-glass fiber compositions for reinforcement.

(1) Температура формования, температура, при которой вязкость расплавленного стекла составляет 103 пуаз.(1) Molding temperature, the temperature at which the viscosity of the molten glass is 10 3 poise.

(2) Температура ликвидуса, температура, при которой начинают формироваться зародыши кристаллов при охлаждении расплавленного стекла, то есть верхний предел температуры кристаллизации стекла.(2) Liquidus temperature, the temperature at which crystal nuclei begin to form when molten glass is cooled, that is, the upper limit of glass crystallization temperature.

(3) Значение ΔT, которое представляет собой разницу между температурой формования и температурой ликвидуса и указывает диапазон температур, в котором можно осуществлять вытягивание волокна.(3) The ΔT value, which is the difference between the spinning temperature and the liquidus temperature, and indicates the temperature range in which fiber drawing can be carried out.

(4) Прочность на растяжение, максимальное растягивающее напряжение, которое может выдержать стекловолокно, которое можно измерить на пропитанном стеклянном ровинге согласно ASTM D2343.(4) Tensile strength, the maximum tensile stress that the glass fiber can withstand, which can be measured on impregnated glass roving according to ASTM D2343.

(5) Диэлектрическая проницаемость, которую определяли согласно следующей процедуре: Хорошо перемешивали сырьевые материалы для производства стекла и затем переносили их в платиновый тигель. Выдерживали тигель в высокотемпературной электропечи и при 1550±30 ℃ в течение 6 часов с получением хорошо осветленного и гомогенизированного жидкого стекла. Выливали жидкое стекло в предварительно нагретую форму из нержавеющей стали для изготовления стеклянных блоков, помещали указанные стеклянные блоки в муфельную печь для отжига, и затем разрезали, шлифовали и полировали отожженные стеклянные блоки с получением прямоугольных кусочков стекла с толщиной примерно 1,5 мм и длиной и шириной примерно 30 мм каждый. Покрывали кусочки стекла серебром для формирования электродов и затем исследовали указанные кусочки для определения значений диэлектрической проницаемости. Меньшая диэлектрическая проницаемость означала более слабую поляризацию стеклянного материала и лучшую изоляцию стекла и наоборот.(5) Dielectric constant, which was determined according to the following procedure: The raw materials for glass production were well mixed and then transferred to a platinum crucible. The crucible was kept in a high-temperature electric furnace and at 1550±30 ℃ for 6 hours to obtain well-clarified and homogenized liquid glass. Liquid glass was poured into a preheated stainless steel mold for making glass blocks, these glass blocks were placed in a muffle annealing furnace, and then the annealed glass blocks were cut, ground and polished to obtain rectangular pieces of glass with a thickness of about 1.5 mm and a length and about 30 mm wide each. Pieces of glass were coated with silver to form electrodes, and then these pieces were examined to determine permittivity values. Lower dielectric constant meant weaker polarization of the glass material and better insulation of the glass and vice versa.

(6) Количество пузырьков, которое определяли согласно следующей процедуре: В каждом примере использовали специальные формы для прессования материалов стеклянной шихты с получением образцов одинакового размера, которые затем помещали на платформу для образцов высокотемпературного микроскопа. Образцы нагревали согласно стандартным процедурам до заданной температуры окружающего пространства 1500°C, и затем указанные образцы стекла непосредственно охлаждали с помощью охлаждающего пода микроскопа до температуры окружающей среды без сохранения тепла. В заключение каждый из образцов стекла исследуют под поляризационным микроскопом для определения количества пузырьков в образцах. При этом количество пузырьков устанавливали в соответствии с конкретным увеличением микроскопа.(6) The number of bubbles, which was determined according to the following procedure: In each example, special molds were used to press glass batch materials into samples of the same size, which were then placed on the high temperature microscope sample platform. The samples were heated according to standard procedures to a predetermined ambient temperature of 1500°C, and then said glass samples were directly cooled with a chilled microscope down to ambient temperature without retaining heat. Finally, each of the glass samples is examined under a polarizing microscope to determine the amount of bubbles in the samples. The number of bubbles was set in accordance with the specific magnification of the microscope.

(7) Водонепроницаемость, выражаемая в единицах скорости потери массы. Процедура испытания была следующей: Стеклянный порошок с размером частиц от 40 до 80 меш помещали в воду при 95°C в течение 24 часов, перемешивали смесь через равные промежутки времени и измеряли и определяли скорость потери массы стеклянного порошка. Меньшая скорость потери массы означала лучшую водонепроницаемость стекла и наоборот.(7) Water resistance expressed in terms of mass loss rate. The test procedure was as follows: Glass powder with a particle size of 40 to 80 mesh was placed in water at 95°C for 24 hours, the mixture was stirred at regular intervals, and the weight loss rate of the glass powder was measured and determined. A lower mass loss rate meant better glass water resistance and vice versa.

(8) Коэффициент затрат на сырьевые материалы. Устанавливали стоимость композиции традиционного E-стекловолокна B1 в качестве эталона, ее коэффициент затрат составлял 1,0. Стоимость остальных композиций рассчитывали в сравнении с указанным эталоном. Меньший коэффициент затрат сырьевых материалов означал меньшую стоимость композиции и наоборот(8) Cost factor for raw materials. The cost of the traditional E-glass fiber composition B1 was set as a reference, its cost factor was 1.0. The cost of the remaining compositions was calculated in comparison with the specified standard. A lower raw material cost factor meant a lower composition cost and vice versa

Перечисленные выше восемь параметров и способы их измерения хорошо известны специалистам в данной области техники. Соответственно, указанные параметры можно эффективно использовать для объяснения технических особенностей и преимуществ композиции стекловолокна электронной чистоты согласно настоящему изобретению.The eight parameters listed above and methods for measuring them are well known to those skilled in the art. Accordingly, these parameters can be effectively used to explain the technical features and advantages of the electronic purity glass fiber composition of the present invention.

Конкретные процедуры для проведения экспериментов были следующими: Каждый компонент можно получить из соответствующих сырьевых материалов. Сырьевые материалы смешивали в соответствующих пропорциях таким образом, чтобы каждый компонент имел конечное требуемое массовое процентное содержание. Смешанную шихту расплавляли и осветляли расплавленное стекло. Затем расплавленное стекло вытягивали через насадки фильеров, формируя, тем самым, стекловолокно. Стекловолокно вытягивали на вращательных втулках намоточного устройства с получением мотков или тюков. Для дальнейшей обработки таких стекловолокон с целью обеспечения соответствия ожидаемым требованиям можно, безусловно, применять традиционные способы.The specific procedures for conducting the experiments were as follows: Each component can be obtained from the appropriate raw materials. The raw materials were mixed in appropriate proportions so that each component had the final desired weight percentage. The mixed charge was melted and the molten glass was clarified. The molten glass was then drawn through the nozzles of the spinnerets, thereby forming a glass fiber. The glass fibers were drawn on the spinning sleeves of the winder to form skeins or bales. Conventional methods can, of course, be used to further process such glass fibers to meet the expected requirements.

Далее было проведено сравнение параметров свойств примеров композиции стекловолокна электронной чистоты согласно настоящему изобретению с параметрами сравнительных примеров, результаты которого приведены ниже в таблицах, в которых содержания компонентов композиций для производства стекловолокна выражены в виде массового процентного содержания. Что необходимо прояснить, так это то, что общее количество компонентов в примере немного меньше 100%, при этом следует понимать, что оставшееся количество представляет собой следы примесей или небольшое количество компонентов, которые не могут быть проанализированы.Next, the property parameters of the examples of the electronic purity glass fiber composition of the present invention were compared with the parameters of the comparative examples, the results of which are shown in the tables below, in which the contents of the components of the compositions for the production of glass fibers are expressed as a mass percentage. What needs to be made clear is that the total amount of components in the example is slightly less than 100%, it being understood that the remaining amount is a trace of impurities or a small amount of components that cannot be analyzed.

Таблица 1ATable 1A

A1A1 A2A2 A3A3 A4A4 A5A5 КомпонентComponent SiO2 SiO2 54,7054.70 54,7054.70 54,2054.20 54,7054.70 55,5055.50 Al2O3 Al2O3 _ 14,5014.50 14,5014.50 14,5014.50 14,5014.50 14,5014.50 CaOCaO 23,3523.35 23,0023.00 23,0023.00 23,0023.00 22,3522.35 MgOMgO 0,500.50 0,500.50 0,500.50 0,500.50 1,001.00 B2O3 B2O3 _ 5,305.30 5,655.65 5,655.65 5,655.65 4,554.55 TiO2 TiO2 0,300.30 0,300.30 0,300.30 0,300.30 0,300.30 Fe2O3 Fe2O3 _ 0,300.30 0,300.30 0,300.30 0,300.30 0,300.30 K2O K2O 0,300.30 0,300.30 0,300.30 0,300.30 0,300.30 Na2O Na2O 0,300.30 0,150.15 0,300.30 0,250.25 0,200.20 F2 F2 0,350.35 0,500.50 0,350.35 0,350.35 0,800.80 Li2O Li2O -- -- -- 0,050.05 -- ZrO2 ZrO2 -- -- 0,500.50 -- -- ОтношениеAttitude C1 C1 10,3210.32 9,689.68 9,599.59 9,689.68 12,2012.20 C2 C2 4,824.82 5,955.95 5,145.14 5,145.14 3,033.03 C3 C3 11,9311.93 11,2511.25 11,1711.17 11,2511.25 12,6112.61 C4 C4 0,9790.979 0,9790.979 0,9790.979 0,9790.979 0,9570.957 ПараметрParameter Температура формования/°CForming temperature/°C 11931193 11921192 11961196 11871187 11981198 Температура ликвидуса/°CLiquidus temperature/°C 10821082 10801080 10821082 10761076 10841084 ΔT/°C∆T/°C 111111 112112 114114 111111 114114 Прочность на разрыв/МПаTensile strength/MPa 21302130 21102110 21602160 22002200 21502150 Диэлектрическая проницаемостьThe dielectric constant 6,706.70 6,656.65 6,606.60 6,756.75 6,756.75 Количество пузырьков/штукNumber of bubbles/pieces 66 77 10ten 66 8eight Водонепроницаемость, в единицах скорости потери массы/%Water resistance, in units of mass loss rate/% 0,500.50 0,450.45 0,450.45 0,550.55 0,500.50 Коэффициент затрат на сырьевые материалыRaw material cost factor 0,790.79 0,800.80 0,840.84 0,830.83 0,780.78

Таблица 1BTable 1B

A6A6 A7A7 A8A8 A9A9 A10A10 КомпонентComponent SiO2 SiO2 54,2054.20 56,5056.50 53,0053.00 54,0054.00 54,6054.60 Al2O3 Al2O3 _ 15,0015.00 12,7012.70 17,0017.00 16,0016.00 14,6014.60 CaOCaO 22,8022.80 21,5021.50 22,2022.20 22,2022.20 23,0023.00 MgOMgO 0,500.50 1,501.50 0,650.65 0,650.65 0,650.65 B2O3 B2O3 _ 6,106.10 6,106.10 5,455.45 5,455.45 5,455.45 TiO2 TiO2 0,400.40 0,250.25 0,250.25 0,250.25 0,250.25 Fe2O3 Fe2O3 _ 0,250.25 0,250.25 0,400.40 0,400.40 0,400.40 K2O K2O 0,300.30 0,400.40 0,300.30 0,300.30 0,300.30 Na2O Na2O 0,300.30 0,400.40 0,250.25 0,250.25 0,250.25 F2 F2 0,050.05 0,300.30 0,400.40 0,400.40 0,400.40 ОтношениеAttitude C1 C1 8,898.89 9,269.26 9,729.72 9,919.91 10,0210.02 C2 C2 5,555.55 2,652.65 4,544.54 4,544.54 4,544.54 C3 C3 10,4810.48 9,119.11 11,4811.48 11,4811.48 11,3411.34 C4 C4 0,9790.979 0,9350.935 0,9720.972 0,9720.972 0,9730.973 ПараметрParameter Температура формования/°СForming temperature/°C 11951195 11921192 11971197 11981198 11921192 Температура ликвидуса/°СLiquidus temperature/°C 10831083 10791079 10861086 10831083 10811081 ΔT/°СΔT/°C 112112 113113 111111 115115 111111 Прочность на разрыв/МПаTensile strength/MPa 21502150 21202120 21302130 21602160 21302130 Диэлектрическая проницаемостьThe dielectric constant 6,606.60 6,706.70 6,756.75 6,706.70 6,756.75 Количество пузырьков/штукNumber of bubbles/pieces 66 66 99 77 66 Водонепроницаемость, в единицах скорости потери массы/%Water resistance, in units of mass loss rate/% 0,500.50 0,550.55 0,450.45 0,450.45 0,500.50 Коэффициент затрат на сырьевые материалыRaw material cost factor 0,800.80 0,810.81 0,800.80 0,790.79 0,790.79

Таблица 1CTable 1C

A11A11 A12A12 A13A13 A14A14 A15A15 КомпонентComponent SiO2 SiO2 54,8054.80 55,5055.50 55,0055.00 55,0055.00 55,0055.00 Al2O3 Al2O3 _ 14,4014.40 14,4014.40 14,7014.70 14,7014.70 14,7014.70 CaOCaO 22,3022.30 23,0023.00 21,4521.45 22,4522.45 23,1523.15 MgOMgO 0,550.55 0,550.55 1,901.90 0,900.90 0,200.20 B2O3 B2O3 _ 6,106.10 4,704.70 5,105.10 5,105.10 5,105.10 TiO2 TiO2 0,350.35 0,350.35 0,350.35 0,350.35 0,350.35 Fe2O3 Fe2O3 _ 0,350.35 0,350.35 0,300.30 0,300.30 0,300.30 K2O K2O 0,300.30 0,300.30 0,300.30 0,300.30 0,300.30 Na2O Na2O 0,300.30 0,300.30 0,350.35 0,350.35 0,350.35 F2 F2 0,450.45 0,450.45 0,450.45 0,450.45 0,450.45 ОтношениеAttitude C1 C1 8,988.98 11,8111.81 10,7810.78 10,7810.78 10,7810.78 C2 C2 5,305.30 4,094.09 2,002.00 3,293.29 6,006.00 C3 C3 10,4110.41 13,3113.31 9,969.96 11,6211.62 13,1513.15 C4 C4 0,9760.976 0,9770.977 0,9190.919 0,9610.961 0,9910.991 ПараметрParameter Температура формования/°СForming temperature/°С 11921192 11981198 11981198 11951195 11941194 Температура ликвидуса/°СLiquidus temperature/°C 10791079 10841084 10881088 10801080 10831083 ΔT/°СΔT/°C 113113 114114 110110 115115 111111 Прочность на разрыв/МПаTensile strength/MPa 21102110 21802180 21602160 21502150 21302130 Диэлектрическая проницаемостьThe dielectric constant 6,656.65 6,806.80 6,756.75 6,706.70 6,706.70 Количество пузырьков/штукNumber of bubbles/pieces 55 77 99 77 66 Водонепроницаемость, в единицах скорости потери массы/%Water resistance, in units of mass loss rate/% 0,550.55 0,500.50 0,500.50 0,550.55 0,550.55 Коэффициент затрат на сырьевые материалыRaw material cost factor 0,810.81 0,770.77 0,790.79 0,780.78 0,780.78

Таблица 1DTable 1D

A16A16 A17A17 A18A18 A19A19 A20A20 КомпонентComponent SiO2 SiO2 54,4054.40 54,4054.40 55,9055.90 55,0055.00 54,4054.40 Al2O3 Al2O3 _ 14,5514.55 14,5514.55 14,5514.55 14,5514.55 14,5514.55 CaOCaO 22,5522.55 24,4024.40 21,6521.65 22,5522.55 23,1523.15 MgOMgO 0,450.45 0,450.45 0,450.45 0,450.45 0,450.45 B2O3 B2O3 _ 6,406.40 4,554.55 5,805.80 5,805.80 5,805.80 TiO2 TiO2 0,350.35 0,350.35 0,350.35 0,350.35 0,350.35 Fe2O3 Fe2O3 _ 0,300.30 0,300.30 0,300.30 0,300.30 0,300.30 K2O K2O 0,300.30 0,300.30 0,300.30 0,300.30 0,300.30 Na2O Na2O 0,300.30 0,150.15 0,300.30 0,300.30 0,300.30 F2 F2 0,300.30 0,450.45 0,300.30 0,300.30 0,300.30 ОтношениеAttitude C1C1 8,508.50 11,9611.96 9,649.64 9,489.48 9,389.38 C2C2 6,106.10 5,065.06 5,525.52 5,525.52 5,525.52 C3C3 10,0710.07 13,7913.79 11,2711.27 11,1311.13 11,0311.03 C4C4 0,9800.980 0,9820.982 0,9800.980 0,9800.980 0,9810.981 ПараметрParameter Температура формования/°СForming temperature/°C 11931193 11941194 12031203 11981198 11921192 Температура ликвидуса/°СLiquidus temperature/°C 10781078 10831083 10901090 10841084 10801080 ΔT/°СΔT/°C 115115 111111 113113 114114 112112 Прочность на разрыв/МПаTensile strength/MPa 20802080 21602160 21602160 21302130 21002100 Диэлектрическая проницаемостьThe dielectric constant 6,606.60 6,806.80 6,656.65 6,706.70 6,756.75 Количество пузырьков/штукNumber of bubbles/pieces 66 77 99 77 66 Водонепроницаемость, в единицах скорости потери массы/%Water resistance, in units of mass loss rate/% 0,600.60 0,500.50 0,500.50 0,550.55 0,550.55 Коэффициент затрат на сырьевые материалыRaw material cost factor 0,820.82 0,760.76 0,800.80 0,800.80 0,810.81

Таблица 1ETable 1E

B1B1 B2B2 B3B3 B4B4 B5B5 КомпонентComponent SiO2 SiO2 54,1654.16 73,0073.00 59,0559.05 56,5056.50 54,0054.00 Al2O3 Al2O3 _ 14,3214.32 1,001.00 13,0813.08 14,7014.70 15,2015.20 CaOCaO 22,1222.12 0,600.60 24,2924.29 22,5022.50 24,0024.00 MgOMgO 0,410.41 0,500.50 2,832.83 4,004.00 2,102.10 B2O3 B2O3 _ 7,267.26 22,0022.00 00 0,500.50 2,502.50 TiO2 TiO2 0,340.34 00 0,040.04 0,250.25 0,250.25 Fe2O3 Fe2O3 _ 0,390.39 00 0,360.36 0,300.30 0,300.30 K2O K2O 0,250.25 2,902.90 0,230.23 0,350.35 0,400.40 Na2O Na2O 0,450.45 0,030.03 0,550.55 0,900.90 F2 F2 0,290.29 00 0,040.04 0,250.25 0,250.25 ОтношениеAttitude C1 C1 7,467.46 3,323.32 -- 113,00113.00 21,6021.60 C2 C2 6,546.54 6,476.47 00 0,100.10 0,740.74 C3 C3 8,938.93 3,293.29 25,4925.49 15,8215.82 15,0415.04 C4 C4 0,9820.982 0,5450.545 0,8960.896 0,8490.849 0,9200.920 ПараметрParameter Температура формования/°СForming temperature/°С 11751175 14101410 12481248 12401240 12151215 Температура ликвидуса/°СLiquidus temperature/°С 10751075 12501250 11691169 11901190 11851185 ΔT/°СΔT/°C 100100 160160 7979 50fifty 30thirty Прочность на разрыв/МПаTensile strength/MPa 19821982 18701870 22902290 21802180 20502050 Диэлектрическая проницаемостьThe dielectric constant 6,806.80 4,204.20 7,257.25 7,307.30 7,407.40 Количество пузырьков/штукNumber of bubbles/pieces 10ten 20twenty 18eighteen 10ten 77 Водонепроницаемость, в единицах скорости потери массы/%Water resistance, in terms of mass loss rate /% 0,800.80 1,801.80 0,350.35 0,550.55 0,800.80 Коэффициент затрат на сырьевые материалыRaw material cost factor 1,001.00 2,002.00 0,510.51 0,560.56 0,700.70

Из значений в приведенных выше таблицах можно видеть, что по сравнению с композициями стекловолокна Е общего назначения для армирования композиция стекловолокна электронной чистоты согласно настоящему изобретению имеет следующие преимущества: (1) более низкую диэлектрическую проницаемость; (2) более низкую температуру формования и более низкую температуру ликвидуса; и (3) более широкий диапазон температур для формирования волокна.From the values in the tables above, it can be seen that, compared with general purpose glass fiber compositions E for reinforcement, the electronic purity glass fiber composition of the present invention has the following advantages: (1) lower dielectric constant; (2) lower molding temperature and lower liquidus temperature; and (3) a wider temperature range for fiber formation.

По сравнению с композицией традиционного E-стекловолокна композиция стекловолокна электронной чистоты согласно настоящему изобретению имеет следующие преимущества: (1) более низкую стоимость сырьевых материалов; (2) более высокую прочность на разрыв и лучшую водонепроницаемость; (3) более широкий диапазон температур для формирования волокна; и (4) улучшенные уровни диэлектрической проницаемости.Compared with the conventional E-glass fiber composition, the E-glass fiber composition of the present invention has the following advantages: (1) lower cost of raw materials; (2) higher tear strength and better water resistance; (3) wider temperature range for fiber formation; and (4) improved dielectric levels.

По сравнению с композицией традиционного D-стекловолокна композиция стекловолокна электронной чистоты согласно настоящему изобретению имеет следующие преимущества: (1) гораздо более низкую стоимость сырьевых материалов; (2) гораздо более высокую прочность на разрыв; (3) намного лучшую водонепроницаемость; и (4) меньшее количество пузырьков.Compared with the conventional D-glass fiber composition, the electronic purity glass fiber composition of the present invention has the following advantages: (1) a much lower cost of raw materials; (2) much higher tensile strength; (3) much better water resistance; and (4) fewer bubbles.

Таким образом, из изложенного выше можно видеть, что по сравнению с композициями из E-стекловолокна общего назначения для армирования, традиционного E-стекловолокна и традиционного D-стекловолокна композиция стекловолокна электронной чистоты согласно настоящему изобретению совершила прорыв в отношении экономических характеристик продуктов, стоимости сырьевых материалов, диэлектрической проницаемости, прочности на разрыв, температуры ликвидуса, диапазона температур для формирования волокна и водонепроницаемости. Обладая такими неожиданными техническими эффектами, предложенная композиция позволяет легко осуществлять крупномасштабное производство в ванных печах.Thus, from the above, it can be seen that, compared with general purpose E-glass fiber compositions for reinforcement, conventional E-glass fiber, and conventional D-glass fiber, the electronic purity glass fiber composition of the present invention has made a breakthrough in product economics, raw material cost , dielectric constant, tensile strength, liquidus temperature, temperature range for fiber formation and water resistance. Having such unexpected technical effects, the proposed composition allows large-scale production in bath ovens to be carried out easily.

Композицию стекловолокна электронной чистоты согласно настоящему изобретению можно применять для изготовления стекловолокна для применения в электронной промышленности, обладающего перечисленными выше свойствами. Затем такое стекловолокно можно применять для изготовления электронных тканей.The electronically pure glass fiber composition of the present invention can be used to make glass fibers for use in the electronics industry having the properties listed above. This glass fiber can then be used to make electronic fabrics.

Композицию стекловолокна электронной чистоты согласно настоящему изобретению в комбинации с одним или более органическими и/или неорганическими материалами можно применять для получения композиционных материалов, обладающих превосходными характеристиками, таких как армированные стекловолокном материалы основания печатной платы.The electronically pure glass fiber composition of the present invention, in combination with one or more organic and/or inorganic materials, can be used to produce composite materials with excellent performance, such as glass fiber reinforced printed circuit board base materials.

Следует отметить, что в настоящем тексте термины «включать/включающий», «содержать/содержащий» или любые другие их варианты являются неисключающими, так что любой процесс, способ, объект или устройство, содержащие ряд элементов, содержат не только такие факторы, но также и другие факторы, не перечисленные явным образом, или дополнительно содержат факторы, свойственные такому процессу, способу, объекту или устройству. Без дополнительных ограничений, фактор, определяемый утверждением «включать/включающий…», «содержать/содержащий…» или любыми другими их вариантами, не исключает другие идентичные факторы в процессе, способе, объекте или устройстве, в том числе указанные факторы.It should be noted that in this text, the terms "comprise/including", "comprise/comprising" or any other variations thereof are non-exclusive, so that any process, method, object or device containing a number of elements contains not only such factors, but also and other factors not explicitly listed or additionally include factors specific to such process, method, object, or device. Without further limitation, a factor defined by the statement "comprise/comprising...", "comprise/comprising..." or any other variation thereof does not exclude other identical factors in a process, method, object, or device, including those factors.

Перечисленные выше варианты реализации приведены только для описания, а не ограничения технических решений, предложенных в настоящем изобретении. Хотя были показаны и описаны конкретные варианты реализации изобретения, специалистам в данной области техники будет очевидно, что в технические решения, реализованные с помощью всех описанных выше вариантов реализации, могут быть внесены модификации, или что в некоторые из технических особенностей, реализованных с помощью всех описанных выше вариантов реализации, могут быть внесены эквивалентные замены без отступления от сущности и объема технических решений настоящего изобретения.The embodiments listed above are only for description and not limitation of the technical solutions proposed in the present invention. Although specific embodiments of the invention have been shown and described, it will be apparent to those skilled in the art that modifications can be made to the technical solutions implemented with all of the embodiments described above, or that some of the technical features implemented with all of the described above embodiments, equivalent substitutions may be made without departing from the spirit and scope of the technical solutions of the present invention.

ПРОМЫШЛЕННАЯ ПРИМЕНИМОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯINDUSTRIAL APPLICABILITY OF THE INVENTION

Композиция стекловолокна электронной чистоты согласно настоящему изобретению может снижать стоимость и испарение сырьевых материалов и уменьшать коррозию огнеупорных материалов. Она также может улучшать диэлектрические свойства стекла, усиливать механические свойства и водонепроницаемость стекловолокна и улучшать диапазон температур для формирования волокна. Таким образом, предложенная композиция подходит для крупномасштабного производства в ванных печах. The electronic purity glass fiber composition of the present invention can reduce the cost and evaporation of raw materials and reduce corrosion of refractory materials. It can also improve the dielectric properties of glass, enhance the mechanical properties and water resistance of glass fibers, and improve the temperature range for fiber formation. Thus, the proposed composition is suitable for large-scale production in bath ovens.

По сравнению с обычными композициями стекловолокна композиция стекловолокна электронной чистоты согласно настоящему изобретению совершила прорыв в отношении экономических характеристик продуктов, стоимости сырьевых материалов, диэлектрической проницаемости, прочности на разрыв, температуры ликвидуса, диапазона температур для формирования волокна и водонепроницаемости. Compared with conventional glass fiber compositions, the electronic purity glass fiber composition of the present invention has made a breakthrough in product economics, raw material cost, dielectric constant, tensile strength, liquidus temperature, fiber formation temperature range, and water resistance.

Соответственно, настоящее изобретение имеет хорошую промышленную применимость.Accordingly, the present invention has good industrial applicability.

Claims (28)

1. Композиция стекловолокна электронной чистоты, содержащая следующие компоненты с соответствующими процентными содержаниями по массе:1. An electronically pure glass fiber composition containing the following components in their respective percentages by weight: SiO2 SiO2 51,0-57,5%51.0-57.5% Al2O3 Al2O3 _ 11,0-17,0%11.0-17.0% B2O3 B2O3 _ >4,5% и ≤6,4%>4.5% and ≤6.4% CaOCaO 19,5-24,8%19.5-24.8% MgOMgO 0,1-1,0%0.1-1.0% R2O=Na2O+K2O+Li2OR 2 O \u003d Na 2 O + K 2 O + Li 2 O 0,05-1,2%0.05-1.2% Fe2O3 Fe2O3 _ 0,05-0,8%0.05-0.8% TiO2 TiO2 0,01-1,0%0.01-1.0% F2 F2 0,01-1,0%0.01-1.0%
при этом отношение массовых процентов C1=SiO2/B2O3 составляет от 8,1 до 12,7, отношение массовых процентов C2=B2O3/(R2O+MgO) составляет от 2,05 до 6,3 и общее массовое процентное содержание SiO2, Al2O3, B2O3, CaO, MgO, R2O, Fe2O3, TiO2 и F2 составляет больше или равно 99%.while the ratio of mass percent C1=SiO 2 /B 2 O 3 is from 8.1 to 12.7, the ratio of mass percent C2=B 2 O 3 /(R 2 O+MgO) is from 2.05 to 6.3 and the total weight percentage of SiO 2 , Al 2 O 3 , B 2 O 3 , CaO, MgO, R 2 O, Fe 2 O 3 , TiO 2 and F 2 is greater than or equal to 99%. 2. Композиция стекловолокна электронной чистоты по п. 1, в которой отношение массовых процентов C3=(SiO2+Al2O3)/(B2O3+MgO) составляет от 9,0 до 15,0.2. The composition of glass fiber of electronic purity according to claim 1, in which the ratio of mass percent C3=(SiO 2 +Al 2 O 3 )/(B 2 O 3 +MgO) is from 9.0 to 15.0. 3. Композиция стекловолокна электронной чистоты по п. 1, в которой отношение массовых процентов C4=CaO/(CaO+MgO) составляет больше или равно 0,952.3. An electronically pure glass fiber composition according to claim 1, wherein the weight percent ratio C4=CaO/(CaO+MgO) is greater than or equal to 0.952. 4. Композиция стекловолокна электронной чистоты по п. 1, в которой массовое процентное содержание R2O составляет от 0,1 до 0,8%.4. An electronically pure glass fiber composition according to claim 1, wherein the weight percentage of R 2 O is from 0.1 to 0.8%. 5. Композиция стекловолокна электронной чистоты по п. 1, в которой массовое процентное содержание MgO составляет от 0,45 до 1,0%.5. An electronically pure glass fiber composition according to claim 1, wherein the weight percentage of MgO is from 0.45 to 1.0%. 6. Композиция стекловолокна электронной чистоты по п. 1, в которой массовое процентное содержание B2O3 составляет от 4,55 до 6,1%.6. An electronically pure glass fiber composition according to claim 1, wherein the weight percentage of B 2 O 3 is from 4.55 to 6.1%. 7. Композиция стекловолокна электронной чистоты по п. 1, в которой массовое процентное содержание F2 составляет от 0,3 до 1,0%.7. An electronically pure glass fiber composition according to claim 1, wherein the weight percentage of F 2 is from 0.3 to 1.0%. 8. Композиция стекловолокна электронной чистоты по п. 1, в которой массовое процентное содержание Li2O составляет менее 0,1%.8. An electronically pure glass fiber composition according to claim 1, wherein the weight percentage of Li 2 O is less than 0.1%. 9. Композиция стекловолокна электронной чистоты по п. 1, в которой суммарное массовое процентное содержание B2O3+MgO составляет от 5,0 до 7,4%.9. The composition of glass fiber of electronic purity according to claim 1, in which the total mass percentage of B 2 O 3 +MgO is from 5.0 to 7.4%. 10. Композиция стекловолокна электронной чистоты по п. 1, в которой суммарное массовое процентное содержание SiO2+Al2O3 составляет от 68,5 до 74,0%.10. The composition of glass fiber of electronic purity according to claim 1, in which the total mass percentage of SiO 2 +Al 2 O 3 is from 68.5 to 74.0%. 11. Композиция стекловолокна электронной чистоты по п. 1, в которой суммарное массовое процентное содержание CaO+MgO+R2O составляет от 20,5 до 25,8%.11. The composition of glass fiber of electronic purity according to claim 1, in which the total mass percentage of CaO+MgO+R 2 O is from 20.5 to 25.8%. 12. Композиция стекловолокна электронной чистоты по п. 1, в которой массовое процентное содержание CaO составляет от 22,2 до 24,8%.12. An electronically pure glass fiber composition according to claim 1, wherein the weight percentage of CaO is from 22.2 to 24.8%. 13. Композиция стекловолокна электронной чистоты по п. 1, содержащая следующие компоненты с соответствующими процентными содержаниями по массе:13. The composition of glass fibers of electronic purity according to claim 1, containing the following components with the appropriate percentages by weight: SiO2 SiO2 51,0-57,5%51.0-57.5% Al2O3 Al2O3 _ 11,0-17,0%11.0-17.0% B2O3 B2O3 _ >4,5% и ≤6,4%>4.5% and ≤6.4% CaOCaO 19,5-24,8%19.5-24.8% MgOMgO 0,1-1,0%0.1-1.0% R2O=Na2O+K2O+Li2OR 2 O \u003d Na 2 O + K 2 O + Li 2 O 0,05-1,2%0.05-1.2% Fe2O3 Fe2O3 _ 0,05-0,8%0.05-0.8% TiO2 TiO2 0,01-1,0%0.01-1.0% F2 F2 0,01-1,0%0.01-1.0%
в которой отношение массовых процентов C1=SiO2/B2O3 составляет от 8,1 до 12,7, отношение массовых процентов C2=B2O3/(R2O+MgO) составляет от 2,05 до 6,3, отношение массовых процентов C3=(SiO2+Al2O3)/(B2O3+MgO) составляет от 9,0 до 15,0, отношение массовых процентов C4=CaO/(CaO+MgO) составляет больше или равно 0,952 и общее массовое процентное содержание SiO2, Al2O3, B2O3, CaO, MgO, R2O, Fe2O3, TiO2 и F2 составляет больше или равно 99%.in which the ratio of mass percent C1=SiO 2 /B 2 O 3 is from 8.1 to 12.7, the ratio of mass percent C2=B 2 O 3 /(R 2 O+MgO) is from 2.05 to 6.3 , the ratio of mass percent C3=(SiO 2 +Al 2 O 3 )/(B 2 O 3 +MgO) is from 9.0 to 15.0, the ratio of mass percent C4=CaO/(CaO+MgO) is greater than or equal to 0.952 and the total weight percentage of SiO 2 , Al 2 O 3 , B 2 O 3 , CaO, MgO, R 2 O, Fe 2 O 3 , TiO 2 and F 2 is greater than or equal to 99%. 14. Композиция стекловолокна электронной чистоты по п. 1, содержащая следующие компоненты с соответствующими процентными содержаниями по массе:14. The composition of glass fiber of electronic purity according to claim 1, containing the following components with the appropriate percentages by weight: SiO2 SiO2 52,0-57,0%52.0-57.0% Al2O3 Al2O3 _ 12,0-16,0%12.0-16.0% B2O3 B2O3 _ >4,5% и ≤6,4%>4.5% and ≤6.4% CaOCaO 20,0-24,4%20.0-24.4% MgOMgO 0,1-1,0%0.1-1.0% R2O=Na2O+K2O+Li2OR 2 O \u003d Na 2 O + K 2 O + Li 2 O 0,05-1,2%0.05-1.2% Fe2O3 Fe2O3 _ 0,05-0,8%0.05-0.8% TiO2 TiO2 0,01-1,0%0.01-1.0% F2 F2 0,01-1,0%0.01-1.0%
при этом отношение массовых процентов C1=SiO2/B2O3 составляет от 8,3 до 12,5, отношение массовых процентов C2=B2O3/(R2O+MgO) составляет от 2,05 до 6,3 и общее массовое процентное содержание SiO2, Al2O3, B2O3, CaO, MgO, R2O, Fe2O3, TiO2 и F2 составляет больше или равно 99%.while the ratio of mass percent C1=SiO 2 /B 2 O 3 is from 8.3 to 12.5, the ratio of mass percent C2=B 2 O 3 /(R 2 O+MgO) is from 2.05 to 6.3 and the total weight percentage of SiO 2 , Al 2 O 3 , B 2 O 3 , CaO, MgO, R 2 O, Fe 2 O 3 , TiO 2 and F 2 is greater than or equal to 99%. 15. Композиция стекловолокна электронной чистоты по п. 1, содержащая следующие компоненты с соответствующими процентными содержаниями по массе:15. The composition of glass fibers of electronic purity according to claim 1, containing the following components with the appropriate percentages by weight: SiO2 SiO2 52,0-57,0%52.0-57.0% Al2O3 Al2O3 _ 12,0-16,0%12.0-16.0% B2O3 B2O3 _ >4,5% и ≤6,4%>4.5% and ≤6.4% CaOCaO 20,0-24,4%20.0-24.4% MgOMgO 0,1-1,0%0.1-1.0% R2O=Na2O+K2O+Li2OR 2 O \u003d Na 2 O + K 2 O + Li 2 O 0,05-0,95%0.05-0.95% Fe2O3 Fe2O3 _ 0,05-0,8%0.05-0.8% TiO2 TiO2 0,05-0,8%0.05-0.8% F2 F2 0,05-0,8%0.05-0.8%
при этом отношение массовых процентов C1=SiO2/B2O3 составляет от 8,3 до 12,5, отношение массовых процентов C2=B2O3/(R2O+MgO) составляет от 2,31 до 6,3, отношение массовых процентов C3=(SiO2+Al2O3)/(B2O3+MgO) составляет от 9,0 до 15,0, отношение массовых процентов C4=CaO/(CaO+MgO) составляет больше или равно 0,953 и общее массовое процентное содержание SiO2, Al2O3, B2O3, CaO, MgO, R2O, Fe2O3, TiO2 и F2 составляет больше или равно 99%.while the ratio of mass percent C1=SiO 2 /B 2 O 3 is from 8.3 to 12.5, the ratio of mass percent C2=B 2 O 3 /(R 2 O+MgO) is from 2.31 to 6.3 , the ratio of mass percent C3=(SiO 2 +Al 2 O 3 )/(B 2 O 3 +MgO) is from 9.0 to 15.0, the ratio of mass percent C4=CaO/(CaO+MgO) is greater than or equal to 0.953 and the total weight percentage of SiO 2 , Al 2 O 3 , B 2 O 3 , CaO, MgO, R 2 O, Fe 2 O 3 , TiO 2 and F 2 is greater than or equal to 99%. 16. Композиция стекловолокна электронной чистоты по п. 1, дополнительно содержащая один или более компонентов, выбранных из группы, состоящей из SO3, SrO, CeO2, La2O3, Y2O3, ZrO2 и ZnO, с суммарным массовым процентным содержанием менее 1%.16. The composition of glass fiber of electronic purity according to claim 1, additionally containing one or more components selected from the group consisting of SO 3 , SrO, CeO 2 , La 2 O 3 , Y 2 O 3 , ZrO 2 and ZnO, with a total mass percentage less than 1%. 17. Стекловолокно электронной чистоты, получаемое с применением любой из композиций по пп. 1-16.17. Glass fiber electronic purity obtained using any of the compositions according to paragraphs. 1-16. 18. Стекловолокно электронной чистоты по п. 17, диэлектрическая проницаемость которого составляет от 6,3 до 7,0 при 1 МГц при комнатной температуре.18. Electronic purity glass fiber according to claim 17, the dielectric constant of which is from 6.3 to 7.0 at 1 MHz at room temperature. 19. Электронная ткань, содержащая стекловолокно по п. 17.19. An electronic fabric containing fiberglass according to claim 17. 20. Электронная ткань по п. 19, применяемая в качестве материала основания для печатных плат.20. Electronic fabric according to claim 19, used as a base material for printed circuit boards.
RU2021121904A 2019-09-25 2019-10-30 Composition of electronic purity fiberglass, as well as fiberglass and electronic fabric made from it RU2774345C1 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910912829.1 2019-09-25

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2774345C1 true RU2774345C1 (en) 2022-06-17

Family

ID=

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2478585C2 (en) * 2006-12-14 2013-04-10 Ппг Индастриз Огайо, Инк. Glass composition for moulding glass fibre
RU2531950C2 (en) * 2008-12-22 2014-10-27 ОСВ ИНТЕЛЛЕКЧУАЛ КЭПИТАЛ, ЭлЭлСи Method of producing high-strength glass fibre and articles moulded therefrom
WO2017171101A1 (en) * 2016-12-26 2017-10-05 日東紡績株式会社 Glass fiber–reinforced resin molded article
EP3539934A1 (en) * 2016-11-10 2019-09-18 Nippon Sheet Glass Company, Limited Glass filler and method for producing the same

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2478585C2 (en) * 2006-12-14 2013-04-10 Ппг Индастриз Огайо, Инк. Glass composition for moulding glass fibre
RU2531950C2 (en) * 2008-12-22 2014-10-27 ОСВ ИНТЕЛЛЕКЧУАЛ КЭПИТАЛ, ЭлЭлСи Method of producing high-strength glass fibre and articles moulded therefrom
EP3539934A1 (en) * 2016-11-10 2019-09-18 Nippon Sheet Glass Company, Limited Glass filler and method for producing the same
WO2017171101A1 (en) * 2016-12-26 2017-10-05 日東紡績株式会社 Glass fiber–reinforced resin molded article

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10207949B2 (en) Glass fiber, composition for producing the same, and composite material comprising the same
US11919802B2 (en) Electronic-grade glass fiber composition, and glass fiber and electronic fabric thereof
US11643360B2 (en) Electronic-grade glass fiber composition, and glass fiber and electronic fabric thereof
CN112047626B (en) Low bubble number, low dielectric constant glass composition and glass fiber made therefrom
WO2018125736A1 (en) Low dielectric glass composition, fibers, and article
JP2013151416A (en) Low dielectric glass and fiber glass for electronic applications
US10590027B2 (en) High performance glass fiber composition, and glass fiber and composite material thereof
AU2020239741A1 (en) Glass fiber composition, and glass fiber and composite material thereof
CN103172269A (en) High-dielectric constant glass fiber and preparation method thereof as well as high-dielectric constant copper-clad laminate
TWI725930B (en) Low-dielectric glass composition, low-dielectric glass and low-dielectric glass fiber
RU2774345C1 (en) Composition of electronic purity fiberglass, as well as fiberglass and electronic fabric made from it
TWI765723B (en) High modulus glass fiber compositions and glass fibers and composites thereof
RU2773878C1 (en) Composition of electronic-grade fibreglass, as well as fibreglass and electronic textile made therefrom
CN114988699A (en) Low dielectric glass composition, low dielectric glass fiber and product
CA2375015A1 (en) Glass fiber composition