SU967975A1

SU967975A1 - Glass

Info

Publication number: SU967975A1
Application number: SU803235371A
Authority: SU
Inventors: Юрий Константинович Щипалов; Константин Константинович Смирнов; Нина Васильевна Голованова; Людмила Анатольевна Коновалова
Original assignee: Ивановский Химико-Технологический Институт
Priority date: 1980-12-18
Filing date: 1980-12-18
Publication date: 1982-10-23

Description

Изобретение относитс к составам г, легкоплавких стекол, примен емых в качестве неорганического противоокиолитёльного и изолирующего диэлектрического покрыти дл сурьм ных или Других электродов, коэффициент термического расширени (КТР) материалов которых близок к сурьме ot2 97,7 х X , а также пригодных дл использовани в разм гченном и жидком состо нии-в качестве неорганических клеев дл спаивани сурьмы и других, близких к ней по КТР, материалов, со стеклом и керамикой, и может -быть использовано в электронике, технологии электровакуумных материалов и дургих област х техники.The invention relates to compositions of fusible glasses used as an inorganic anti-oxidant and insulating dielectric coating for antimony or other electrodes, the thermal expansion coefficient (CTE) of materials which are close to antimony ot2 97.7 x X, and also suitable for use softened and liquid state - as inorganic adhesives for soldering antimony and other materials close to it in CTE, with glass and ceramics, and can - be used in electronics, technology smart materials and other areas of technology.

Известно значительное количество составов стекол, имеющих подобное или близкое значение КТР,которые могут быть использованы как припоечные стекла или стекловидные покрыти , по сурьме или же другим металлам и сплавам в указанных отрасл х техники . Большинство из них харакргеризуетс температурой начала разм гчени 366-580°С и выше и температурой спаивани 400-800°С.A significant amount of glass compositions with similar or similar KTP values are known, which can be used as solder panes or vitreous coatings for antimony or other metals and alloys in the indicated areas of the technique. Most of them are characterized by a softening onset temperature of 366-580 ° C and higher and a soldering temperature of 400-800 ° C.

Одним из важных требований к стеклу , используемому дл защитных покрытOne of the important requirements for glass used for protective coatings

тий по сурьме, вл етс способность стекла давать на поверхности Sb сплошное однородное покрытие при сравнительно низких температурах (Т,пл. ,5°C) и малых экспозици х , позвол ющих исключить скольконибудь заметное окисление поверхности сурьмы, а также, рекристаллизацию ее, что ведет к определенному изме10 нению структуры и электрофизических свойств сурьм ного электроду, а-следовательно , и его измерительной функции . .antimony, is the ability of glass to produce on the Sb surface a continuous uniform coating at relatively low temperatures (T, pl., 5 ° C) and small exposures, which allow to exclude any noticeable oxidation of the surface of antimony, as well as its recrystallization, which leads to a certain change in the structure and electrophysical properties of the antimony electrode, and, consequently, in its measuring function. .

Существует несколько способов There are several ways

15 нанесений стекловидных-покрытий на поверхность металлической или полупроводниковой ПРОВОЛОКИ осаждение на ее поверхности смеси сырьевых компонентов с последующей термообработ20 кой этой смеси вплоть- до образовани стекловидного сло : нанесение на поверхность электрода порошка заранее сваренного стекла с последукадей его термообработкой дл растекани стек-.15 deposition of vitreous coatings on the surface of a metal or semiconductor WIRE deposition on its surface of a mixture of raw materials followed by heat treatment of this mixture until the formation of the vitreous layer: application of pre-welded glass to the surface of the electrode with heat treatment for spreading glass-

25 ла и образовани сплошного сло , прот гивание электрода через слой расплавленного стекла,25 and the formation of a continuous layer, pulling the electrode through a layer of molten glass,

Очевидно, последний способ наиболее рационален, поскольку длительностьObviously, the latter method is most rational, since the duration

30 фо мировани изолирующего покрыти на сурьме,и пузырчатость его минима ны, а однородность покрыти по толщ не и по свойствам вполне приемлемы Стекло, примен емое при таком спос бе, должно обладать целым комплексо свойств: быть текучим при 600-бЗО С хорошо адгезировать за корот1сий про , межуток времени к сурьме, не давать пузырей за счет частичного взаймодействи с сурьмой, не кристаллизоватьс в ходе нанесени покрыти на электрод и последующего отжига его Известно стекло следунхцего состава , мас.%: Na-iO 0,5-6, К О 4-9, MgO 0-1, PbO 30-36, SiO, 40-50, SbnOa 0-2, AljOa 0,5-5, BaO 0-1, Jr 03l-7, CdO 0,5-3 rn. Это стекло имеет КТР 9710 К и температуру начала разм гчени 643°С. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигае, мому результату вл етс стекло следующего состава, мас.%: 1, 2,1, РЬО 76,5-77,0, ЗЮл 5,8-6,0, .j 14,, 1-15,1, NajAIFf, 0,8-1 или NaiSiF, -0,8-1,0, или CaFo 0,75-1,0 КТР этого стекла (89,1-91) - температура начала разм гчени 305 310°С 12. Однако известные стекла не обес печивают возможности нанесени покрытий на сурьму из расплава при температуре, не превышающей темпера туру плавлени сурьмы. Целью изобретени вл етс обес печение возможности нанесени покры тий на сурьму из расплава при температуре , не превышающей температу ру плавлени сурьмы. Поставленна цель достигаетс тем, что стекло, включащее РЬО, SiO, , Na20, или , , или CaF, дополнительно содержит при следующем соотношении ингредиентов, мас.%: РЬО 75,0-77,0, SiO 5,6-5,9, В20з13, , NaaO 0,5-2,0, , 1,01 ,5 или 1,5-2, или CaFn 0, 1,0, Li2.0 1 ,0-2,0. В табл.1 приведены конкретные составы предлагаемого стекла. Свойства предлагаемого стекла представлены в табл.2. Дл получени легкоплавкого стекла была подготовлена шихта. Шихта тщательно перемешивалась в барабанном смесителе в течение 30 мин, затем плавилась в корундизовом тигле при 1200°С в течение 4560 мин в силитовой печи, после чего следовали отливка расплава на металлическую подставку, отжиг и определенЕ е свойств стекла по типовым методикам . Нанесение изолирующего покрыти из синтезированных стекол на сурьм ный электрод (в виде проволоки) осуществл лось следующим образом. . В кварцевую трубочку набивалось раздробленное .стекло, затем трубочка помещалась в миниатюрную электропечь . Стекло нагревалось до 620°С, превраща сь при этом в малов зкий . расплав, через который потом в течение 2-3 мин прот гивалась сурьм на проволока. Образовавшеес из расплава покрытие имело, толщину (1-3) . Проволока с покрытием отжигалась при 280-300°С, шлифовалась с торца и использовалась затем как сравнительный электрод в датчиках окислительно-восстановительного потенциала, используемых дл контрол влажности воздуха в ткацких цехах. Раньше изолирующее покрытие на электроды таких датчиков наносилось из эпоксидных смол. Однако подобные покрыти имели меньшую диэлектрическую проницаемость, чувствительность датчика со временем мен лась, а стерилизаци электродов в хромовой смеси или кип чением приводила к разрушению изолирующего покрыти из смол, к необходимости его повторного нанесени и повторной калибровки датчиков . Замена эпоксидных смол легкоплавкими стеклами позвол ет резко увеличить срок службы датчиков при сохранеНИИ калибровочных парам етров,повысить чувствительность датчиков,а также безбо зненно стерилизовать их гор чим и холодным способами. Апробирование датчиков с изолирующими покрыти ми на сурьм ных электродах изЪред- лагаемого стекла в ЦНИЛ и лаборатории кафедры микробиологии Ивановского государственного медицинского института подтверждает надежность показаний во времени и длительную службу .их при сохранении калибровочных посто нных . Таблица 1The formation of an insulating coating on antimony is 30, and its blistering is minimal, and the uniformity of the coating is thick and its properties are quite acceptable. The glass used in this way must have a whole complex of properties: to be fluid at 600-BZ C it is good to adhere to short period of time to antimony, do not give bubbles due to partial interaction with antimony, do not crystallize during coating on the electrode and subsequent annealing. Glass of the following composition is known, wt.%: Na-iO 0.5-6, K O 4-9, MgO 0-1, PbO 30-36, SiO, 40-50, SbnOa 0-2, AljOa 0.5-5, BaO 0-1, Jr 03l-7, CdO 0.5-3 rn. This glass has a CTE of 9710 K and a softening onset temperature of 643 ° C. The closest to the invention to the technical essence and achieve, the result is glass of the following composition, wt.%: 1, 2.1, PHO 76.5-77.0, Zul 5.8-6.0, .j 14, , 1-15.1, NajAIFf, 0.8-1 or NaiSiF, -0.8-1.0, or CaFo 0.75-1.0 KTP of this glass (89.1-91) - the temperature of the onset of softening 305 310 ° C. 12. However, the known glasses do not provide the possibility of coating on antimony from a melt at a temperature not exceeding the melting point of antimony. The aim of the invention is to provide the possibility of applying coatings on antimony from a melt at a temperature not exceeding the melting point of antimony. The goal is achieved by the fact that glass, including PHO, SiO,, Na20, or, or CaF, additionally contains in the following ratio of ingredients, wt.%: PBO 75.0-77.0, SiO 5.6-5.9 , B20z13, NaaO 0.5-2.0, 1.01, 5 or 1.5-2, or CaFn 0, 1.0, Li2.0 1, 0-2.0. Table 1 shows the specific compositions of the proposed glass. The properties of the proposed glass are presented in table 2. To obtain a low-melting glass, a mixture was prepared. The mixture was thoroughly mixed in a drum mixer for 30 minutes, then melted in a corundum crucible at 1200 ° C for 4560 minutes in a silicon furnace, followed by casting the melt on a metal stand, annealing and determining the properties of the glass according to standard procedures. The application of an insulating coating of synthesized glass on an antimony electrode (in the form of a wire) was carried out as follows. . A shattered glass was crammed into a quartz tube, then the tube was placed in a miniature electric furnace. The glass was heated to 620 ° C, turning into a low viscosity. the melt through which the antimony was then dragged onto the wire for 2-3 minutes. The melt coating was thick (1-3). The coated wire was annealed at 280-300 ° C, polished from the end and then used as a comparative electrode in the sensors of the redox potential used to control the humidity of the air in the weaving workshops. Previously, an insulating coating on the electrodes of such sensors was applied from epoxy resins. However, such coatings had a lower dielectric constant, the sensitivity of the sensor changed over time, and the sterilization of electrodes in a chromium mixture or by boiling resulted in the destruction of the resin insulating coating, the need to reapply it and recalibrate the sensors. Replacing epoxy resins with low-melting glass makes it possible to dramatically increase the service life of the sensors while maintaining the calibration parameters, increase the sensitivity of the sensors, and also sterilize them without hot and cold methods. Testing of sensors with insulating coatings on antimony electrodes of emitted glass in the CSRL and laboratories of the Department of Microbiology of the Ivanovo State Medical Institute confirms the reliability of the readings over time and long service life while maintaining the calibration constants. Table 1

7675 77 76,27777 5,9 5,6 5,95,75,95,9 76,2 5,7 Температура .начала разм гчени ,°С 300 305 290 Температура спаивани порошковым м.етодом , 380 390 365 Температура нанесени изолирующего покрыти методом прот гивани проволоки через расплав , с 620 620 620 Плотность, кг/м 4820 4600 4850 Коэффициент термического расширени dl- 10к 99 ,8 94,6 98,3 Выщелачиваемость в хромовой смеси, кг/м-сМО 8,33 8,08 8,33 Кристаллизационна способность при температуре нанесени покрыти за 30 мин () Отсутствие п7675 77 76.27777 5.9 5.6 5.95.75.95.9 76.2 5.7 Temperature. At the beginning of softening, ° C 300 305 290 Soldering temperature using the powder method, 380 390 365 Insulating deposition temperature coating by melting wire through the melt, from 620 620 620 Density, kg / m 4820 4600 4850 Thermal expansion coefficient dl-10k 99, 8 94.6 98.3 Leachability in chromic mixture, kg / m-SMO 8.33 8, 08 8.33 Crystallization capacity at coating temperature in 30 min. () Lack n

Очень хороша Very good

Адгези к сурьмеAdhesion to antimony

Продолжение табл, 1Continued tabl, 1

Хороша 300 300 290 - 300 370 380 365 370 620 620 620 620 080 5100 4850 5080 6,3 96,8 98,3 96,3 8,88 8,33 8,33 8,88 9,1 Слаба знаков кристаллизации опалесценци Good 300 300 290 - 300 370 380 365 370 620 620 620 620 080 5100 4850 5080 6.3 96.8 98.3 96.3 8.88 8.33 8.33 8.88 9.1 Weak signs of crystallization opalescence

Claims

1.Patent of France No. 2252305, cl. From 03 To 3/30, published. 1975.

2.ABTopdkoe certificate of the USSR № 716996, cl. C 03 C 3/12, 1978

(prototype).