Патент на изобретение №2237624
|
||||||||||||||||||||||||||
(54) СТЕКЛО ДЛЯ СТЕКЛОКРИСТАЛЛИЧЕСКОГО ЦЕМЕНТА
(57) Реферат:
Стекло для стеклокристаллического цемента предназначено для спая и герметика в приборостроении, электронной технике и радиоэлектронике, в частности в производстве чувствительных элементов кварцевых резонаторов. Стекло включает компоненты при следующем соотношении, 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. Температурный коэффициент линейного расширения стеклокристаллического цемента (130+5)·10-7K-1, температура кристаллизации и спаивания 470-490°С, температура деформации 650°С, прочность на сдвиг 45 МПа. Техническая задача изобретения – повышение адгезионной прочности и расширение интервала рабочих температур резонатора. 1 табл. 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, мас.%: SiO2 30,5-35,5; В2O3 6,5-7,5; Аl2О3 7,0-8,0; BaO 28,5-30,5; ZnO 20,5-22,0; МgО 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. 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; В2O3 10,0-14,0; SiO2 1,4-2,0; Аl2О3 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) 10-7К-1. Недостатком стеклоцемента является низкая рабочая температура спая 460-490 Задачей предлагаемого изобретения является повышение адгезионной прочности и расширение интервала рабочих температур резонатора. Для решения поставленной задачи предлагается стекло для стеклокристаллического цемента, включающее PbO, ZnO, В2О3, Bi2O3, SiO2, которое содержит указанные компоненты при следующем соотношении компонентов, маc.%: PbO 9,0-35,6; ZnO 3,2-10,0; 2O3 4,2-4,6; Вi2O3 55,8-75,5; 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 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 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 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 кристаллизационной 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 Преимущества стеклокристаллического цемента позволяют создать кварцевый резонатор, обладающий высокой прочностью, надежностью и долговечностью в эксплуатации. Источники информации 1. Патент РФ №2188171 МПК7 С 03 С 10/06, опубл. 27.08.2002. Бюл. №24 2. А.с. СССР №1035011 МПК7 С 03 С 3/22, опубл. 15.08.83, Бюл. №30 Формула изобретения
Стекло для стеклокристаллического цемента, включающее PbO, ZnO, В2О3, Bi2O3, SiО2 при следующем соотношении компонентов, мас.%: PbO 9,0-35,6 ZnO 3,2-10,0 В2О3 4,2-4,6 Вi2O3 55,8-75,5 SiO2 1,2-1,3 |
||||||||||||||||||||||||||
С и плохая адгезия к монокристаллическому кварцу и пьезокварцу, что приводит к низкой прочности спая.
5) 10-7K-1 и стеклоцемента обуславливает высокую прочность спая во всем интервале рабочих температур резонатора, обеспечивая стабильность баро- и термочувствительных характеристик резонатора.