ЛЕГКОПЛАВКОЕ СТЕКЛО

ЛЕГКОПЛАВКОЕ СТЕКЛО 


RU (11) 2152909 (13) C2

(51) 7 C03C3/074 

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

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

(21) Заявка: 98102550/03 
(22) Дата подачи заявки: 1998.02.16 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 1998.02.16 
(45) Опубликовано: 2000.07.20 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: SU 1567536 A1, 30.05.1990. SU 958354 A, 15.09.1982. SU 421643 A, 30.03.1974. SU 509548 A, 05.04.1976. DE 3625873 A1, 04.02.1988. 
(71) Заявитель(и): Белорусский государственный технологический университет (BY); СКТБ электроники, приборостроения и автоматизации (RU) 
(72) Автор(ы): Рачковская Галина Евтихиевна (BY); Поляков В.Б.(RU); Семенкова О.С.(RU); Поляков А.В.(RU) 
(73) Патентообладатель(и): Белорусский государственный технологический университет (BY); СКТБ электроники, приборостроения и автоматизации (RU) 
Адрес для переписки: 220630, г.Минск, ул.Свердлова 13-а, Белорусский государственный технологический университет 

(54) ЛЕГКОПЛАВКОЕ СТЕКЛО 

Изобретение относится к технологии стекла, а именно к составам легкоплавких некристаллизующихся стекол, и предназначено для использования в качестве спая и герметика в производстве кварцевых высокотемпературных термочувствительных резонаторов. Легкоплавкое стекло для спаивания и герметизации монокристаллического кварца Z-среза имеет следующий состав, вес.%: PbO 80,5-82,5; B2O3 5,5-7,5; SiO2 0,5-0,9; ZnO 5,5-6,5; Cu2O 1,0-1,5; Bi2O2 1,0-2,5; Co2O3 1,5-3,5. Технической задачей изобретения является снижение ТКЛР и повышение температуры размягчения и спаивания стекла. 2 табл. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к технологии стекла, а именно к составам легкоплавких некристаллизующихся стекол, и предназначено для использования в качестве спая и герметика в производстве кварцевых высокотемпературных термочувствительных резонаторов, в частности резонаторов марок РКТВ 206 и РКОВ 206, на основе которых производятся терморегуляторы с аналоговым и цифровым выходом.

Указанные терморегуляторы состоят из корпуса, выполненного из монокристаллического кварца Z-среза и характеризуются интервалом рабочих температур от 0 до 400oC.

Стекла для герметизации таких резонаторов должны иметь температурный коэффициент линейного расширения, согласованный с ТКЛР монокварца Z-среза (100-10510-7К-1), образовывать прочный вакуумный спай с кварцем и иметь температуру спаивания (герметизации) 460 10oC, т.е. выше максимальной рабочей температуры резонатора, для обеспечения стабильной его работы в области высоких температур.

Известно стекло для герметизации микросхем, содержащее, мас. %: SiO2 13-18; В2O3 5,5-9,5; Al2O3 6-8; PbO 60,5-64,5; ZnO 4-6; SnO2 1-2; ZrO2 1-2. Недостатками стекла являются высокая температура начала размягчения (430+10oC) и низкий температурный коэффициент линейного расширения (602)10-7 1/град [1].

Известно стекло, предлагаемое в качестве герметика, содержащее, мас.%: PbO 72,5-77; В2O3 7,0-11,0; Bi2O3 6,0-12,0; ZnO 1,5-2,5; SiO2 0,5-1,2; Ti2O3 1,0-6,0; Nb2O5 0,5-1,3 [2] . Существенным недостатком стекла является содержание в его составе высокотоксичного компонента - оксида таллия, что требует особых условий синтеза стекла, а также низкая водоустойчивость (IV гидролитический класс).

Наиболее близким к предлагаемому стеклу по технической сущности и достигаемому результату является стекло, содержащее, мас.%: PbO 16,0-33,0; В2O3 2,0-2,5; SiO2 1,0-1,5; ZnO 3,0-6,0; Bi2O3 60,0-75,0 [3].

Стекло характеризуется хорошей адгезионной прочностью к пьезокварцу и высокой влагостойкостью. Однако ТКЛР стекла составляет 120-13510-7K-1, а температура начала размягчения и температура спаивания ниже требуемых значений, что не позволяет применять данное стекло для герметизации высокотемпературных терморегуляторов указанных марок, т.к. ограничивает верхний предел рабочей температуры резонатора.

Задачей предлагаемого изобретения является снижение ТКЛР и повышение температуры начала размягчения и спаивания стекла в целях обеспечения стабильной работы резонатора при высоких температурах (до 400oC).

Для решения поставленной задачи предлагается легкоплавкое стекло, включающее PbO, B2O3, SiO2, ZnO, Cu2O, Bi2O3, Co2O3, которое содержит указанные компоненты при следующем соотношении, мас.%: PbO 80,5 - 82,6; B2O3 5,5 - 7,5; SiO2 0,5-0,9, ZnO 5,0-6,5; Cu2O 1,0 - 1,5; Bi2O3 1,0 - 2,5; Co2O3 1,5 - 3,5.

Количественное сочетание указанных компонентов в предлагаемом составе легкоплавкого стекла, предназначенного для герметизации высокотемпературных резонаторов, позволяет повысить температуру начала размягчения и температуру спаивания при одновременном снижении ТКЛР стекла, что даст возможность получить согласованный спай стекла с материалом корпуса резонатора и обеспечит стабильную работу последнего в области рабочих температур до 400oC.

Из источников литературы не известно стекло для спаев и герметизации с данным сочетанием компонентов и предлагается впервые.

Шихту для варки стекла приготавливают из следующих сырьевых материалов: свинцового сурика, борной кислоты, кварцевого песка, оксидов цинка, меди, висмута и кобальта. Сырьевые материалы взвешивают на технических весах, тщательно перемешивают, просеивают через сито N 0,5 и готовую шихту засыпают в корундовые тигли, которые загружают в холодную электрическую печь. Варка стекла осуществляется при температуре 850 - 900oC с выдержкой при максимальной температуре 15 - 20 мин. Скорость подъема температуры в электрической печи 300oC в 1 ч.

Составы предлагаемого легкоплавкого стекла и их физико-химические свойства представлены в табл. 1.

Сопоставляя показатели физико-химических свойств предлагаемого стекла и прототипа, можно заключить, что предлагаемое стекло хорошо согласовывается по ТКЛР с монокристаллическим кварцем Z-среза, что обеспечивает образование прочного спая этих двух материалов. Стекло имеет температуры начала размягчения и спаивания выше, чем у прототипа, в результате чего обеспечивается стабильная работа резонатора при максимальной рабочей температуре 400oC.

Составы, находящиеся за пределами заявляемой области, либо склонны к кристаллизации в интервале температур 200 - 600oC, т.е. в области температуры спаивания, либо не соответствуют требованиям по ТКЛР и температуре спаивания.

В силу указанных причин запредельные составы не могут быть использованы для герметизации кварцевого высокотемпературного терморезонатора.

Использование предлагаемого легкоплавкого стекла в качестве спая и герметика в производстве высокотемпературных резонаторов позволило разработать на их основе электронные термометры и терморегуляторы с аналоговым и цифровым выходом класса точности до 0,1 %.

Источники информации

1. Авт. св. СССР N 1313817, МКИ4 С 03 С 3/074, опубл. 30.05.87. Бюл. N 20.

2. Авт. св. СССР N 1316986, МКИ4 С 03 С 8/24, опубл. 15.06.87. Бюл. N 22.

3. Авт. св. СССР N 1567536, С 03 С 8/10, опубл. 30.05.90. Бюл. N 20. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



Легкоплавкое стекло для спаивания и герметизации монокристаллического кварца Z-среза, включающее PbO, ZnO, B2O3, Bi2O3, SiO2, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит Cu2O, Co2O3 при следующем соотношении компонентов, мас.%: PbO - 80,5 - 82,5; B2O3 - 5,5 7,5; SiO2 - 0,5 - 0,9; ZnO - 5,0 - 6,5; Cu2O - 1,0 - 1,5; Bi2O3 - 1,0 - 2,5; Co2O3 - 1,5 - 3,5.



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