Легкоплавкое стекло

Легкоплавкое стекло

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскии

Социалистическии

Рес убл (w910542 (61) Дополнительное-к авт. свил-ву— (22) Заявлено 250880 (21) 2974775/29-33 с присоединением заявки рте (5l)M. Кл.

С 03 С 3/10

Государственный комитет (23) Приоритет

Опубликовано 0703.82. Бюллетень J49 (53) УДК 666.112.. . 4(088. 8) ио делам изобретений и открытий

Дата опубликования описания 070332

M.Ä.Ùåãëîâà, Л.И,Лазутова, Э.Я.Берковский, Н.С.Костюков и В.В,Талызин (72) Авторы изобретения

Днепропетровский химико-технологический инс итут.: (71) Заявитель им. Ф.Э,Дзержинского (54 ) ЛЕГКОПЛАВКОЕ СТЕКЛО

Изобретение относится к составам легкоплавких стекол, используемым .-, для герметичного соединения керамики со сплавами типа "ковар".

Имеется ряд составов стекол, применяемых для этой цели.

Известны составы стекол, содержащие масс.i: 16 18 Р1тО 12 15 В О;

48-52 ZnO; 18-20 ЯО (1 .

2 33

Недостатком этих припоечных сте" кол является высокая температура на чала размягчения (выше 600 С) и склонность к кристаллизации в темО пературном интервале 675-750 С, .что также обуславливает высокую темпера". туру спаивания..Спаивание стеклами о проводят при температуре 700 С.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигае- мому результату является стекло, содержащее., масс.4: PbO 19,0-20,0;

ZnO 27,0-32,3; ВаО 17,5-22,5;

Ы02 10,5- 1",7 CuO 12,0- 17,0, СоО

0,7-1,6; ВаО 1,0-2,0; Li О 1,7-2,3;;

INaO 0,2-1,0 Е23

Спаивание посредством данного стекла осуществляют при температуре

800 С. Столь высокая температура спаивания, несмотря на низкую темпе" ратуру начала размягчения (412-417 С), объясняется склонностью вышеприведенных стекол к кристаллизации в температурном интервале 650-750 С. ,Вследствии этого процесс спаивания необходимо вести при температуре, превосходящей указанный интервал кристаллизации, хотя вязкость стекла, необходимая для спаивания (10+па)

15 достигается при 710 С.

Недостатком указанного стекла яв,ляется высокая температура спаивания.

Целью изобретения является снижены температуры спаивания.

Поставленная цель достигается тем, что известное стекло, включаю-щее Pbp ZnO Всея, Бх(СТО,СоО,допол910542

3 нительно содержит А1 0 и МО при следующем соотношении компонентов, масс.В: Pb0 30-40,ZnO 24-28;В20 2125;SiO< 5-7, Си0 3-8; Со0 0,3-0,4, AQO 1-6; NiO 0,5-0,6.

Оксид алюминия, а также. заниженное содержание оксидов цинка и кремния, предотвращают кристаллизацию предлагаем@го стеклоприпоя. что дает возможность осуществлять спаивание 1î при низких температурах, поскольку для получения герметичного спая нет необходимости проводить процесс при температуре, превышающей темг ературный интервал кристаллизации. 35

Оксид никеля, являющийся окислом сцепления, вводят в таком количестве, что соотношение CoO:NiO соответству.ет соотношению кольбата и никеля в сплаве "ковар". Шихты стекол гото-.. вят из оксидов цинка, меди, алюминия, :кобальта, никеля, свинцового сурика, борной кислоты, кварцевого песка, тщательно перемешивают и варят в ко рундизовых тиглях при температуре

950- 1000 С, Готовую стекломассу от. фриттовывают при перемешивании в хо лодную воду и отливают в формы для определения физико-химических свойств.

Составы синтезированных стекол и их основные физико-химические свойства в сравнении с прототипом приведены в табл. 1 и 2.

Составы стекол, Синтезированные стекла (2

Оксиды

PbO

38,5

ZnO

Как видно из табл. 2 синтезирован" ные стекла обладают более низкой температурой спаивания в сравнении с прототипом. Значения остальных свойств остаются на том же уровне. Существенным является то, что синтезированные стекла имеют линейный коэффициент термического расширения

el=50-55.10 7 1/град, то есть соблюдается необходимая для получения герметичного спая согласованность линейных коэффициентов термического расширения припоечных стекол и ковара.

Прецлагаемые стекла используют в качестве припоечных для спаивания коваровых элементов с керамикой.Шликер готовят по следующей технологии: тонкомолотый порошок стекла, проходящий через сито !0000 отв/см смешивают с дистиллированной водой до сметанообразной консистенции.

Шликер наносят кисточкой на спаиваемые поверхности и подвергают сушке.

Спаивание производят путем термообработки в муфеле при температуре 625650 С со скоростью нагрева 5 град/мин.

Затем изделие выдерживают в течение ю

30 мин при этих температурах., после чего охлаждают со скоростью

3 град/мин.

Спаянные посредством предлагаемого стеклоприпоя образцы подвергали испытаниям на герметичность на гелиевом течеискателе llTN-10 и последующим испытаниям на ударную вязкость методом 104-. 1 по ГОСТ 1696?-71 и воздействию смены температур методом 205-1 по ГОСТ 16962- 17, которые они выдержали без нарушения герметичности.

Испытания показали, что синтезированное припоечное стекло можно использовать для спаивания керамики с металлической арматурой из сплава типа новар в различных металлокерамических конструкциях, широко применяемых в полупроводниковых приборах.

Применение предлагаемого припоечного стекла позволит получить существенную зкономию электроэнергии, значительно упростить технологический процесс за счет возможности осуществления спаивания в тепловых агрегатах с воздушной атмосферой в отличии от используемых в настоящее время печей с защитной атмосферой, поскольку спаивание осуществляется прц температурах, не вызывающих. интенсивного окис" ления сплава ковар.

Ожидаемый годовой экономический эффект составит 300 тыс,руб.

Т а б л и ц а 1 масс,4

910542

Продолжение табл.1

Оксиды

Синтезированные стекла

22

Si0„

Ъ

4,5

Си0

0,4

СоО

0,4

0 3

A1 05

1,0

3,2

0,5

Ni0

О, 6

0,6

Таблица 2

Физико-химические свойства стекол

1 3

Показатели свойств стекол (Наименование

1 свойств прототипа 1

51-54

50

0,29-0,39 0,25

800 625

0,22

650

0,22

630 о

Температура варки, С

1050-.1100 950

1000

1000

Ъ

Плотность, г/см

4,22"

-4,07

",34

4,02

4,23

710 640 660 650

Температура, отвечающая вязкости, Ц =10+ пз,оС

Формула изобретения

Легкоплавкое стекло, включающее

PbO, ZnO, В О, SiG, CuO, СоО, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, r. целью снижения температуры спаивания, оно дополнительно содержит

AQO> и NiO при следующем соотношении компонентов, масс.3: PbO 30-40;ZnO

ВНИИПИ Заказ 1014/21

Тираж 507 Подписное

Филиал ППП "Патент", г.Ужгород, ул.Проектная,4

Линейный коэффициент— термического расширения

d-10 в интервале температур 20-300 С,1/град

Водоустойчивость, потери масс.Ф

/ГОСТ 10134-62/, /е

Температура спаивания, С,I

;24-28;ВцОз 21-25;SiOy 5-7,СиО 3-8,:

СоО 0,3-0,4;A1

Источникй информации, принятые во,внимание при экспертизе

1. Патент СШР и 3088834,кл. 106-53, 1968.

2. Авторское свидетельство СССР

N 512181, кл. С 03 С 3/08, 1974

1прототип).