close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY7994

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
BY (11) 7994
(13) C1
(19)
(46) 2006.04.30
(12)
7
(51) C 03C 3/074, 10/00
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
СТЕКЛО ДЛЯ СТЕКЛОКРИСТАЛЛИЧЕСКОГО ЦЕМЕНТА
(21) Номер заявки: a 20030399
(73) Патентообладатели: Учреждение образо(22) 2003.05.02
вания "Белорусский государственный
(43) 2004.12.30
технологический университет" (BY);
(71) Заявители: Учреждение образования
Общество с ограниченной ответствен"Белорусский государственный техноностью "СКТБ ЭлПА" (RU)
логический университет" (BY); Обще- (56) SU 1035011 A, 1983.
ство с ограниченной ответственноRU 2188171 C2, 2002.
стью "СКТБ ЭлПА" (RU)
BY 237 C2, 1994.
(72) Авторы: Рачковская Галина ЕвтихиевSU 1143711 A, 1985.
на (BY); Захаревич Галина Борисовна
US 4461926, 1984.
(BY); Поляков Владимир Борисович
(RU); Семенкова Ольга Степановна
(RU); Поляков Александр Владимирович (RU)
BY 7994 C1 2006.04.30
(57)
Стекло для стеклокристаллического цемента, включающее PbO, ZnO, B2O3, Bi2O3 и
SiO2 при следующем соотношении компонентов, мас. %:
PbO
9,0–35,6
ZnO
3,2–10,0
B2O3
4,2–4,6
Bi2O3
55,8–75,5
SiO2
1,2–1,3.
Изобретение относится к составам легкоплавких кристаллизующихся стекол для стеклокристаллических цементов и может быть использовано в качестве спая и герметика в
приборостроении, электронной технике и радиоэлектронике, в частности в производстве
чувствительных элементов кварцевых резонаторов.
Стеклокристаллический цемент (стеклоцемент) обеспечивает более высокую механическую прочность паяных узлов по сравнению с припоечными стеклами. Прочность спая
достигается как за счет согласованности по ТКЛР спаиваемых материалов и стеклоцемента, так и за счет кристаллической фазы, которая формируется в процессе кристаллизации
стекла.
Известно стекло для стеклокристаллического цемента для спая с лангаситом в производстве высокотемпературных резонаторов, которые содержат в мас. %: SiO2 30,5 - 35,5;
В2О3 6,5 - 7,5; Аl2О3 7,0 - 8,0; ВаО 28,5 - 30,5; ZnO 20,5 - 22,0; MgO 0,5 - 1,5; CdO 0,5 - 1,5
[1]. Стеклоцемент позволяет получить прочный спай с лангаситом, однако не пригоден
для спаивания с монокварцем и пьезокварцем из-за низкого температурного коэффициента линейного расширения.
BY 7994 C1 2006.04.30
Наиболее близким к предлагаемому стеклу по технической сущности и достигаемому
результату является стекло для стеклокристаллического цемента, содержащее мас. %: РbО
52,5 - 58,0; ZnO 24,0 - 26,0; В2О3 10,0 - 14,0; SiO2 1,4 - 2,0; Al2O3 1,0 - 1,5; ZrO2 0,5 - 5,0;
ТiO2 0,1 - 4,5 [2]. Стеклоцемент предназначен для спаивания стекла с металлом или со
стеклом и имеет ТКЛР, равный (120 - 130)⋅10-7K-1. Недостатком стеклоцемента является
низкая рабочая температура спая 460 - 490 °С и плохая адгезия к монокристаллическому
кварцу и пьезокварцу, что приводит к низкой прочности спая.
Задачей предполагаемого изобретения является повышение адгезионной прочности и
расширение интервала рабочих температур резонатора.
Для решения поставленной задачи предлагается стекло для стеклокристаллического
цемента, включающее РbО, ZnO, B2O3, Bi2O3 и SiO2 при следующем соотношении компонентов, мас. %: РbО 9,0 - 35,6; ZnO 3,2-10,0; В2О3 4,2-4,6; Bi2O3 55,8-75,5 и SiO2 1,2-1,3.
Количественное сочетание указанных компонентов в предлагаемом составе стекла для
стеклокристаллического цемента позволяет получить прочный спай монокристаллического кварца и пьезокварца, сцементированных закристаллизованным стеклом.
Высокая температура деформации стеклоцемента 650 °С позволяет расширить интервал рабочих температур резонатора до 550 °С. Согласованность по ТКЛР спаиваемых материалов монокристаллического кварца, пьезокварца (130±5)⋅10-7K-1 и стеклоцемента
обусловливает высокую прочность спая во всем интервале рабочих температур резонатора, обеспечивая стабильность баро- и термочувствительных характеристик резонатора.
Из источников литературы не известно стекло для стеклокристаллического цемента,
образующее спай с монокварцем и пьезокварцем с данным сочетанием компонентов, и
нами предлагается впервые.
Варку стекла осуществляют в электрической силитовой печи при температуре
900 ± 20 °С.
В качестве сырьевых материалов для приготовления шихты используют свинцовый
сурик, песок кварцевый, борную кислоту, оксиды цинка и висмута.
Готовую стекломассу выливают на воду для получения стеклогранулята, который затем измельчают до тонкодисперсного состояния.
Стеклокристаллический цемент для спая получают путем кристаллизации стекла
(стеклопорошка) в процессе термической обработки. Термообработку осуществляют в
электрической печи при температуре 480±10 °С в течение 20 - 25 мин.
При этой температуре термообработки стеклопорошок расплавляется, растекается по
поверхности материала, образуя прочный контакт со спаиваемыми деталями, а затем кристаллизуется, упрочняя припоечный шов. В результате формирования в стекле кристаллической фазы образуется высокопрочный спай, обеспечивающий надежность в
эксплуатации и стабильность характеристических параметров резонатора.
Конкретные примеры стекла для стеклокристаллического цемента и их свойства приведены в таблице. Для сравнения даны составы и свойства стекла - прототипа.
Как видно из таблицы, стеклокристаллический цемент на основе предлагаемого стекла
хорошо согласуется по ТКЛР с монокристаллическим кварцем и пьезокварцем, имеет хорошую адгезию к этим материалам, что обеспечивает образование прочного спая. Высокая
температура деформации стеклокристаллического цемента, обусловленная выделенной в
процессе термообработки кристаллической фазой, дает возможность расширить интервал
рабочей температуры резонатора до 550 °С.
Преимущества стеклокристаллического цемента позволяют создать кварцевый резонатор, обладающий высокой прочностью, надежностью и долговечностью в эксплуатации.
2
BY 7994 C1 2006.04.30
Компоненты и свойства
РbО
ZnO
В2О3
Bi2O3
SiO2
Al2O3
ZrO2
TiO2
Температура варки стекла, °С
Температура кристаллизации
стекла (спаивания) °С
Время кристаллизации, мин
Температурный коэффициент линейного расширения стеклоцемента в интервале
20-220 °С, α⋅10-7K-1
Прочность на сдвиг
(адгезионная), МПа
Температура деформации, °С
Рабочая температура, °С
Содержание компонентов, мас. % в составах
1
2
3
Прототип [2]
9,0
35,6
24,3
52,5 - 58,0
10,0
3,2
8,9
24,0 - 26,0
4,2
4,2
4,6
10,0-14,0
75,5
55,8
60,9
1,3
1,2
1,3
1,4-2,0
1,0-1,5
0,5-5,0
0,1-4,5
900±20 900 ± 20
900 ± 20
1200-1300
470
490
480
410-670
20-25
130
20-25
135
20-25
130
120-130 (в интервале 30-300 °С)
45
45
45
700
550
700
550
700
550
нет адгезии к
кварцу
460-490
Источники информации:
1. Патент РФ 2188171, МПК7 С 03 С 10/06, 2002.
2. А.с. СССР 1035011, МПК7 С 03 С 3/22, 1983.
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
68 Кб
Теги
by7994, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа