СТЕКЛО ДЛЯ СПАИВАНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ МАГНИТНЫХ ГОЛОВОК

СТЕКЛО ДЛЯ СПАИВАНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ МАГНИТНЫХ ГОЛОВОК


RU (11) 2063935 (13) C1

(51) 6 C03C8/24 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 07.12.2007 - прекратил действие 

--------------------------------------------------------------------------------

(21) Заявка: 93027854/33 
(22) Дата подачи заявки: 1993.05.18 
(45) Опубликовано: 1996.07.20 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: SU, Авторское свидетельство 620441, C 03 C 8/24, 1978. SU, Авторское свидетельство 1411308, C 03 C 3/105, 1988. 
(71) Заявитель(и): Научно-исследовательский институт "Домен" 
(72) Автор(ы): Максимов Н.Н. 
(73) Патентообладатель(и): Научно-исследовательский институт "Домен" 

(54) СТЕКЛО ДЛЯ СПАИВАНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ МАГНИТНЫХ ГОЛОВОК 

Использование: при изготовлении магнитных головок для записывающих устройств и вычислительной техники. Сущность изобретения: стекло для спаивания элементов магнитных головок содержит следующие компоненты, мас.%: оксид кремния 51,2-60,3 БФ SiO2, оксид алюминия 0,1-2,5 БФ Al2O3, оксид бария 0,1-4, 1 БФ ВаO, оксид свинца 9,0-16,8 БФ РbО, оксид натрия 8,9-17,8 БФ Na2O, оксид лития 0,1-4,0 БФ Li2O, оксид кальция 2,8-5,5 БФ СаО, оксид титана 8,0-9,5 БФ TiO2, оксид иттрия 0,2-10,0 БФ V2O3, оксид сурьмы 0,1-0,4 БФ Sb2O3. Характеристика стекла: ТКЛР (92-115)10-7 1/град., деформации 510-540oС, Трастекания 760-770oC, микротвердость 610-780 кгс/мм2, кислотостойкость в 5%-ной щавелевой кислоте при комнатной температуре в течение 1 часа 0,0004-0,002% (по потере веса), шелочестойкость при кипячении в 10%-ном растворе гидрооксида натрия в течение 1 часа 0,05-0,1% (по потере веса), водостойкость при кипячении в течение 1 часа 0,0002-0,0009% (по потери веса). 3 табл. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к составам стекол, используемых при изготовлении магнитных головок для записывающих устройств и вычислительной техники.

При производстве магнитных головок для интенсификации процесса полировки спаянных стеклом блоков магнитных головок используется щавелевая кислота. В этом случае применяются кислотоустойчивые тугоплавкие стекла на бариевосвинцовосиликатной и свинцовосиликатной основе, температура растекания которых составляет 900-950oС. В настоящее время очевидной стала необходимость их замены более легкоплавкими стеклами, так как нагрев до столь высоких температур приводит к существенной деградации магнитных свойств феррита и к снижению качества магнитных головок.

Для успешного применения в указанном техпроцессе стекло должно удовлетворять следующим требованиям: температура растекания не более 770oС; микротвердость по Виккерсу не ниже 610 кгс/мм2; наличие адрезии к ферриту, обеспечивающей необходимую механическую прочность магнитных головок при изготовлении и эксплуатации; отсутствие склонности к растравливанию поверхности ферритовых магнитопроводов и к образованию пузырьков при спаивании; отсутствие кристаллизации при выдержке на ферритовой подложке при темп ературе растекания в течение 1 часа; согласованность по термическому расширению со спаиваемыми ферритовыми материалами; кислотоустойчивость: потери массы образцов при выдержке в 5%-ной щавелевой кислоте при комнатной температуре в течение 1 часа не более 0,005% щелочеустойчивость: потери массы образцов при кипячении в 10% -ном растворе гидрооксида натрия в течение 1 часа не более 0,10% водоустойчивость: потери массы образцов при кипячении в дистиллированной воде в течение 1 часа не более 0,001%

Известно стекло для спаивания [1] включающее, мас.

Si02 43 45

ВаО 10,5 11,5

РbО 11 13

Na2O 8,5 9,5

K2О 11,5 12,5

TiO2 9 11

La2O3 1,5 2,5

Стекло [1] характеризуется высокой кислотоустойчивостью, однако имеет существенный недостаток: величина его температурного коэффициента линейного расширения (ТКЛР) намного выше требуемого для согласования с ферритами по термическому расширению вследствие значительного содержания оксидов натрия и калия.

Наиболее близким к предложенному по составу и свойствам является стекло для спаивания элементов магнитных головок [2] включающее, мас.

SiO2 55 60

Аl2О3 1,5 3,5

ВаО 6 12

РbО 12 18

Na2O 3 6

K2O 6 12

Li2O 0,1 2

ZnO 5 6.

Данный состав выбран в качестве прототипа. Стекло [2] обладает достаточной адгезией к ферриту, малой интенсивностью растравливания поверхности ферритовых магнитопроводов и образования пузырьков при формировании рабочих зазоров и других соединений магнитных головок, характеризуется высокой кристаллизационной и химической устойчивостью, в частности кислотоустойчивостью, согласуется по термическому расширению с марганеццинковыми ферритами типа 10000MT. Вместе с тем стекло [2] имеет существенные недостатки: высокую температуру растекания 950oС и сравнительно низкий ТКЛР (97 102)10-7 1/град. вследствие значительного содержания оксидов кремния, бария и алюминия. Указанные недостатки этого стекла исключают возможность его применения для спаивания высокоиндукционных ферритов типа 4500МТ и НВ-55. Высокая температура спаивания ферритов обуславливает существенную деградацию их магнитных свойств и соответствующее снижение качества магнитных головок.

Задачей изобретения является снижение температуры растекания стекла при обеспечении высокой химической устойчивости его.

Сущность изобретения характеризуется тем, что стекло для спаивания элементов магнитных головок, включающее SiO2, Al2O3, ВаО, РbО, Na2O и Li2O, дополнительно содержит СаО, TiO2, V2О3 и Sb2O3 при следующем соотношении компонентов, мас.

SiO2 51,2 60,3

Al203 0,1 2,5

ВаО 0,1 -4,1

РbО 9,0 16,8

Na2O 8,9 17,8

Li2O 0,1 4,0

СаО 2,8 5,5

TiO2 8,0 9,5

V2О3 0,2 10,0

Sb203 0,1 0,4.

Технический результат, достигаемый изобретением, заключается в снижении температуры растекания и повышении температурного коэффициента линейного расширения стекла с обеспечением соответствия всем требованиям, изложенным выше, в том числе по кислотоустойчивости. Благодаря этому обеспечивается возможность применения высокопроизводительных технологических процессов полировки кислотосодержащими суспензиями рабочих поверхностей магнитных головок при их изготовлении с использованием легкоплавких стекол с температурой растекания не свыше 770oС, кислотоустойчивость которых обычно в 10-100 раз ниже кислотоустойчивости тугоплавких бариевосвинцовосиликатных и свинцовосиликатных стекол. Полученное благоприятное сочетание низкой температуры растекания и высокой кислотоустойчивости предложенного стекла при отсутствии склонности растравливать феррит обеспечивает широкое применение его в промышленном производстве магнитных головок.

Опыт разработки стекол для магнитных головок показывает, что достижение сочетания легкоплавкости, высокой твердости и кислотоустойчивости в одном стекле задача весьма трудная. Обычно при введении в состав бариевосвинцовосиликатного стекла оксидов кальция, титана и иттрия температура его растекания еще более увеличивается и резко снижается кристаллизационная устойчивость. В ходе проведенного исследования однако выявились неожиданно большие возможности получения благоприятного сочетания указанных свойств за счет введения в состав стекла на бариевосвинцовосиликатной основе именно этих оксидов при отработанном соотношении всех составляющих предложенного состава. В большинстве случаев присутствие в стекле значительного количества оксида титана, способствующего повышению химической устойчивости стекла, делает его склонным к растравливанию феррита. Установлено, что такое действие оксида титана неожиданно эффективно нейтрализует оксид иттрия, что может быть обусловлено существенным повышением поверхностного натяжения стекла в присутствии этого оксида.

В таблице 1 приведены конкретные примеры составов предложенного стекла, а в таблице 2 его свойства: температурный коэффициент линейного расширения (ТКЛР) в интервале температур 20-300oС, а также значения температур их деформации Tдеф, определенные с помощью дилатометра ДКВ-5А при нагреве образцов со скоростью 3oС/мин; температура растекания Tраст, при которой краевой угол смачивания ферритовой подложки становится менее 15o; микротвердость по Виккерсу Н, измеренная с помощью микротвердомера ПМТ-3 при нагрузке на индентор, равной 100 г; потери массы Рк образцов диаметром 20 мм, высотой 8 мм при выдержке в 5%-ной щавелевой кислоте при комнатной температуре в течение 1 часа; потери массы Рщ образцов тех же размеров при кипячении в 10% -ном растворе гидрооксида натрия в течение 1 часа; потери массы Рв образцов тех же размеров при кипячении в дистиллированной воде в течение 1 часа.

Стекла синтезируются в платиновом или корундовом тигле при температуре 1400oС в электрической печи, для синтеза используются сырьевые материала в виде оксидов, а также углекислых и азотнокислых солей классификации "чда" и "хч". Во время варки стекломасса интенсивно перемешивается пропеллерной мешалкой. Из полученных стеклянных отливок изготавливают нити или пластины, которые используются для спаивания элементов магнитных головок. Характеризуются намного более низкой температурой растекания по сравнению со стеклом-прототипом. Варианты с определенным соотношением компонентов имеют существенно более высокий ТКЛР. Обладают и более высоким уровнем других свойств, приведенных в таблице 2.

В таблице 1 приведены также составы стекол с запредельным содержанием компонентов, в таблице 3 характерные для них недостатки.

Высокая химическая устойчивость предложенного стекла обеспечивается при содержании оксидов кремния и титана не ниже соответственно 51,2 и 8% При содержании SiO2 сверх 60,3% заметно увеличивается температура растекания стекла, а при содержании TiO2 сверх 9,5% снижается его кристаллизационная устойчивость.

Кристаллизационная устойчивость предложенного стекла существенно повышается, если оксидов алюминия и бария оказывается не менее 0,1% для каждого, а содержание оксидов свинца и натрия не менее 9 и 8,9% соответственно. При содержании Al2O3 сверх 2,5% заметно повышается температура растекания стекла. Если же количество ВаО, РbО и Na2O становится более 4,1 1,8 и 17,8% соответственно, стекло приобретает нежелательную склонность к растравливанию феррита.

Стекло не растравливает феррит, если содержание оксидов лития, кальция и иттрия составляет не менее 0,1; 2,8 и 0,2% соответственно. При содержании этих оксидов сверх 4; 5,5 и 10% соответственно резко снижается кристаллизационная устойчивость стекла.

Присутствие в предложенном стекле оксида сурьмы способствует снижению количества пузырьков в стеклянной части спаев, если ее содержание оказывается не менее 0,1% и не более 0,4% ТТТ1 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



Стекло для спаивания элементов магнитных головок, включающее SiO2, Al2O3, BaO, PbO, Na2O, Li2O, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит CaO, TiO2, V2O3 и Sb2O3 при следующем соотношении компонентов, мас.

SiO2 51,2-60,3

Al2O3 0,1-2,5

BaO 0,1-4,1

PbO 9,0-16,8

Na2O 8,9-17,8

Li2O 0,1-4,0

CaO 2,8-5,5

TiO2 8,0-9,5

V2O3 0,2-10,0

Sb2O3 0,1-0,4


ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян

Независимый научно технический портал

Подборка патентов изобретений и технологий относящихся к стекольной промышленности: стекольные составы и композиции, обработка стекла, оборудование для производства и разработки новых стекольных составов и композиций, приспособления и механизмы для обработки и производства стекла, специальные стекла и др.



Стекло. Стекольные составы и композиции. Обработка стекла




СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "и" означает, что будут найдены только те страницы, где встречается каждое из ключевых слов. Например, при запросе "закалка стекла" будет найдено словосочетание "закалка стекла". При использовании режима "или" результатом поиска будут все страницы, где встречается хотя бы одно ключевое слово ("закалка" или "стекла").

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+закалка -стекла".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "состав" будут найдены слова "составы", "составом" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу "состав!".


Рейтинг@Mail.ru