Стекло для стеклокристаллического цемента

(54) СТЕКЛО ДЛЯ СТЕКЛОКРИСТАЛЛИЧЕСКОГ О ЦЕМЕНТА(71) Заявители Учреждение образования Белорусский государственный технологический университет (ВУ)Общество с ограниченной ответственностЬю СКТБ ЭлПА (КН)(72) Авторы Рачковская Галина Евтихиевна(ВУ) Поляков Владимир Борисович Семенкова Ольга Степановна Поляков Александр Владимирович (КН)(73) Патентообладатели Учреждение образования Белорусский государственный технологический университет (ВУ) Общество с ограниченной ответственностью СКТБ ЭлПА (КН)Стекло для стеклокристаллического Цемента, включающее 5102, В 2 О 3, А 12 О 3, ВаО и 2110, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит МЗО и С 1 О при следующем соотнощении компонентов, мас.Изобретение относится к составам стекол для стеклокристаллического Цемента (ситаллоцемент), предназначенного для спаев, пассивации и герметизации микросборок, узлов и корпусов приборов в радиоэлектронной промыщленности и приборостроении. В частности, в производстве высокотемпературных резонаторов из лангасита.Лангасит - лантаногалиевый силикат 13212621551014 характеризуется высокой температурой плавления - 1470 С, не претерпевает фазовых превращений при нагревании и име ВУ 6187 С 1ет температурный Коэффициент линейного расширения 50 - 107 К 1. Благодаря высокой температуре плавления лангасита, резонаторы на его основе могут работать в условиях очень высоких температур при сохранении стабильности характеристических параметров. Диапазон значений рабочей температуры резонатора определяется также и материалом,которым спаиваются и герметизируются элементы резонатора, т.е. ситаллоцементом. Чем выше температура деформации ситаллоцемента, тем выше и рабочая температура резонатора. Для создания прочного, герметичного высокотемпературного спая необходимо, чтобы ситаллоцемент имел ТКЛР, согласованный с ТКЛР лангасита, высокую температуру кристаллизации (формирования кристаллической фазы) и высокую температуру деформации.Известно стекло для изготовления стеклокристаллического цемента 1, включающее,мас. 5102 47,0-58,0 А 1203 15,0-22,0 Т 102 6,0-12,0 510/ или Ва 0 3,0-25,0 один из компонентов из группы Се 02 0,01-0,5 2102 0,5-3,0 210 0,5-3,0. Недостатком стекла является низкий ТКЛР 38-39 - 107 К 1, не согласующийся с ТКЛР лангасита, что не позволяет использовать его для создания прочного спая с лангаситом.Наиболее близким к предлагаемому стеклу по технической сущности и достигаемому результату является стекло для стеклокристаллического цемента, содержащее мас. 5102 18,0-20,5 В 203 25,5-29,0 Ва 0 22,5-27,0 А 1203 1,5-3,5 2110 24,0-26,0 МпО 1,0-3,0 2. ТКЛР стеклокристаллического цемента 55-57 - 107 К 1, температура кристаллизации 740760 С. Стеклокристаллический цемент образует прочный спай с керамической подложкой, однако плохо смачивает лангасит, что приводит к плохому сцеплению с ним, следовательно, к низкой адгезионной прочности спая.Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является снижение ТКЛР стеклокристаллического цемента, повышение температуры кристаллизации и, следовательно, температуры деформации с целью достижения хорошей адгезии с лангаситом и повышения рабочей температуры резонатора.Для решения поставленной задачи предлагается стекло для стеклокристаллического цемента, включающее 5102, А 1203, В 203, Ва 0, 2 п 0, М 30, С 10, которое содержит указанные компоненты при следующем соотношении, мас. 5102 30,5-35,5 А 1203 7,0-8,0 В 203 6,5-7,5 Ва 0 28,5-30,5 2110 20,5-22,0 М 30 0,5-1,5 С 10 0,5-1,5.Количественное сочетание указанных компонентов в предлагаемом составе стекла для стеклокристаллического цемента позволяет получить высокотемпературный спай с лангаситом и создать новый тип высокотемпературного резонатора, расширить диапазон его рабочей температуры при обеспечении стабильности характеристических параметров.Из источников литературы не известно стекло, образующее спай с лангаситом при данном сочетании компонентов, и нами предлагается впервые.Варку стекла осуществляют в газовой пламенной печи при температуре 1450 С.В качестве сырьевых материалов для приготовления шихты используют песок кварцевый,глинозем, борную кислоту, барий углекислый, магний углекислый, оксиды цинка и кадмия.Готовую стекломассу выливают на воду для получения стеклогранулята, который затем измельчают в порошок с удельной поверхностью 5000-6000 см 2/г.Из стеклопорошка готовят водную суспензию сметанообразной консистенции и наносят на поверхность лангасита.Стеклокристаллический цемент для спая с лангаситом получают путем кристаллизации стеклопорошка. Термообработку осуществляют в электрической печи при температуре 820-850 С. Время выдержки при максимальной температуре 15-20 мин. В этом интервале температур стеклопорошок оплавляется, смачивает поверхность лангасита, а затем кристаллизуется с образованием прочного спая с последним.Конкретные примеры стекла для стеклокристаллического цемента и их свойства приведены в таблице. Для сравнения даны составы и свойства стекла - прототипа.Температурный коэффициент линейного расширения в интервале 20-300 С, оь 107 к 1 50 51 50 55-57 Температура деформации закристаллизо ванного образца, С 1050 1050 1055 Время кристаллизации, мин 15 -20 15-20 15-20 15-20 Удельное объемное электросопротивление, Ом-м 10 10 10 Водостойкость (гидролитический класс) 1 1 1 Адгезия к лангаситу хорошая хорошая хорошая нет адгезииКак видно из таблицы, стеклокристаллический цемент на основе предлагаемого стекла хорошо согласуется по ТКЛР с лангаситом, имеет хорошую адгезию, что обеспечивает образование прочного спая этих материалов. Температура кристаллизации выше, чем у прототипа, что позволяет получить спай при более высокой температуре. Высокая температура деформации стеклокристаллического цемента дает возможность расширить интервал рабочей температуры резонатора практически до 1000 С.Указанные преимущества стеклокристаллического цемента позволяют создать новый тип высокотемпературного резонатора на основе лангасита.Составы, находящиеся за пределами заявляемой области, не пригодны для использования в этих целях, так как кристаллизуются при более низких температурах и имеют ТКЛР, не согласованный с ТКЛР лангасита.Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.