ЭЛЕКТРОВАКУУМНОЕ СТЕКЛО

ЭЛЕКТРОВАКУУМНОЕ СТЕКЛО 


RU (11) 2167111 (13) C2

(51) 7 C03C3/085, C03C3/112 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 26.12.2007 - прекратил действие 

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

(21) Заявка: 99118034/03 
(22) Дата подачи заявки: 1999.08.17 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 1999.08.17 
(45) Опубликовано: 2001.05.20 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: ОСТ 11027.010-75. Стекло электровакуумное и стеклокристаллические материалы. 1991, т.1, с.81. SU 1747408 А1, 15.07.1992. SU 1738768 А1, 07.06.1992. DE 19500158 А1, 03.08.1995. US 5391523 A, 21.02.1995. 
(71) Заявитель(и): Открытое акционерное общество "Лисма" 
(72) Автор(ы): Литюшкин В.В.; Сивко А.П.; Коваленко А.И.; Павлов Е.В.; Смирнова Л.П.; Филимонова М.А.; Малыгин В.Ф.; Нугаев Р.А.; Симонов А.В.; Дуденкова Т.П.; Духонькин В.А. 
(73) Патентообладатель(и): Открытое акционерное общество "Лисма" 

(54) ЭЛЕКТРОВАКУУМНОЕ СТЕКЛО 

Изобретение относится к составам бессвинцовых электровакуумных стекол и может быть использовано при производстве электроизолирующего стекла для деталей и узлов электровакуумных приборов. Техническая задача изобретения - повышение температуры Тк-100 и снижение температуры размягчения стекла. Электровакуумное стекло имеет следующий состав, мас.%: SiO2 63,05-67,55; Аl2О 3,5-5,3; Ва0 11,5-16,5, Na2O 4,0-8,0; K20 6,0-10,0; Li2O 0,2-1,2; F2 0,2-1,0; CaO 0,2-1,0; ZrO2 0,15-0,3; Fe2O3 0,05-0,1; Sb2O3 0,1-0,3. 1 табл. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Предлагаемое изобретение относится к составам бессвинцовых электровакуумных стекол платинитовой группы и может быть использовано при производстве электроизолирующего стекла для деталей и узлов электровакуумных приборов, работающих в условиях нестабильного или постоянно повышенного напряжения сети (электронно-лучевые трубки, лампы накаливания общего назначения, люминесцентные лампы и др. ). Решение направлено на увеличение диэлектрических свойств (температуры ТK-100 ) и уменьшение температуры размягчения стекла.

Известно бессвинцовое стекло N 713, включающее, мас.%: SiO2 - 67,5; Al2O3 - 5,0; BaO - 12,0; Na2O - 7,0; K2O - 7,0; Li2O - 0,6, F2 - 0,9 и сверх 100% Sb2O3 - 0,4; Co2O3 - 0,0008; Ni2O3 - 0,008 [1].

Недостатками этого стекла являются недостаточно высокая температура ТK - 100 (293oC) и недостаточно низкая температура размягчения (520oC). Стекло имеет ТКЛР (20-300oC) = 9510-7oC-1, термостойкость 125oC.

При подаче повышенного напряжения на электроды источника света, впаянные в ножку, изготовленную из этого стекла, из-за низкого электрического сопротивления (ТK - 100) последнего нередко наблюдается электрический пробой ножки и может происходить электролит стекла. При этом появляются трещины, стекло отстает от металла токовводов, что приводит к нарушению вакуума источника и преждевременному выходу его из строя во время эксплуатации. Из-за повышенной температуры размягчения стекла ухудшается обрабатываемость его на газопламенных горелках при изготовлении ламп, в результате чего затрудняется процесс спаивания ножки с токовводами и трубкой (колбой) ламп на операции заварки. При этом может происходить растрескивание стекла тарелки ножки или трубочного (колбочного) стекла оболочек ламп.

Известно бессвинцовое стекло марки С97-1, включающее, мас.%: SiO2 - 64,0; Al2O3 - 4,0; BaO - 16,5; Na2O - 5,0; K2O - 9,5; Li2O - 1,0 [2].

К недостаткам такого стекла относится также сравнительно невысокая температура ТK - 100 (330oC) и недостаточно низкая температура размягчения (520oC). Стекло имеет ТКЛР a(20-300oC)=9710-7oC-1, термостойкость 120oC.

Указанное стекло является наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому изобретению.

Целью изобретения является повышение температуры ТK - 100 и снижение температуры размягчения стекла. Поставленная цель достигается тем, что стекло, включающее SiO2, Al2O3, BaO, Na2O, K2O, Li2O, дополнительно содержит F2, CaO, ZrO2, Fe2O3 и Sb2O3 при следующих соотношениях компонентов, мас.%:

SiO2 - 63,05-67,55

Al2O3 - 3,5-5,3

BaO - 11,5-16,5

Na2O - 4,0-8,0

K2O - 6,0-10,0

Li2O - 0,2-1,2

F2 - 0,2-1,0

CaO - 0,2-1,0

ZrO2 - 0,15-0,3

Fe2O3 - 0,05-0,1

Sb2O3 - 0,1-0,3

Свойства предлагаемого стекла в зависимости от состава приведены в таблице.

Из приведенных примером таблицы видно, что предлагаемое стекло имеет достаточно высокую температуру ТK - 100 (335-341oC) и достаточно низкую температуру размягчения (508-518oC) без применения оксида свинца. Более того, замена свинецсодержащих стекол на бессвинцовый состав позволяет избежать выбросов паров оксидов свинца в атмосферу при варке стекла и восстановления свинца при огневой обработке в процессе изготовления электровакуумных приборов, то есть способствует улучшению экологической обстановки около стекловаренной печи и в стекольном цехе, а также в зоне заварочных работ при сборке электровакуумных приборов.

Добавки оксидов CaO, ZrO2 и F2 в составах стекол вместе с BaO и Na2O (в калиевых составах) и K2O (в натриевых составах) снижают электропроводность стекла и тем самым повышают его ТK - 100. Введение F2, CaO, Fe2O3 совместно со щелочными оксидами и BaO понижает вязкость стекла, а следовательно, и его температуру размягчения.

Варку стекла производят в ванной печи непрерывного действия. Для ввода в состав шихты оксида SiO2 применяют кварцевый песок марки BC-050-1. Оксиды Na2O, Al2O3 и F2 вводят через соду кальцинированную, глинозем и криолит технический искусственный соответственно, оксид K2O - через поташ и селитру, а оксиды Li2O и CaO - через углекислые соли. Оксиды ZrO2 и Fe2O3 вводят в стекло цирконийсодержащими и железосодержащими сырьевыми материалами. Оксид Sb2O3 применяют в качестве химического обесцвечивателя для предотвращения закраски стекла. Плавление шихты, осветление стекломассы ведут при температуре 146510oC. Изделия - трубы и штенгельное стекло для изготовления ножек электровакуумных приборов формуют на механизированной линии горизонтального вытягивания по способу Е.Даннера.

Источники информации

1. Веклич П.М., Ощипков Ф.П., Фролов В.К."Технология электровакуумного стекла". М. -Л: Гос. Энергоизд-во, 1961.-262 с. (с.12-13)

2. ОСТ 11 027.010-75. "Стекло электровакуумное и стеклокристаллические материалы. -1991. -Т.1. -c.81. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



Электровакуумное стекло, включающее SiO2, Al2O3, BaO, Na2O, K2O, Li2O, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит F2, СаО, ZrO2, Fe2O3 и Sb2O3 при следующем соотношении компонентов, мас.%

SiO2 - 63,05 - 67,55

Al2O3 - 3,5 - 5,3

BaO - 11,5 - 16,5

Na2O - 4,0 - 8,0

K2O - 6,0 - 10,0

Li2O - 0,2 - 1,2

F2 - 0,2 - 1,0

CaO - 0,2 - 1,0

ZrO2 - 0,15 - 0,3

Fe2O3 - 0,05 - 0,1

Sb2O3 - 0,1 - 0,3