Стекло

Союз Советских Социалистических Республик(5)М. Кл. С 03 С 3/04 Государственный комитет СССР по делам изобретений н открытий(11) Заявитель Государственный научно-исследовательский институт стекла 54) СТЕКЛО ЯОаА 1 а ОьВ 10 20-43 8-21 4-10 Изобретение относится к стеклам, обладающим высокой теплопроводностью и высокими электроизоляционными харак- теристиками. Стекло используют для изготовления охлаждаемых электроиэо" ляторов в системе тиристорных электроприводов и в качестве изоляционных подложек в электро- и радиотехнике, .где необходимо обеспечение стабильного температурного режима работы приборов.Известно стекло, содержащее следующие компоненты, масс Ъ:.6-9 35Ха О. 30-50О 0-5СеО 1-5аз 7,5-9,5Та,о15-20 20ЕгОе 6-8СЙ О 1-201)В известном стекле окись бора находится в трехкоординированном состоянии и ослабляет структурные связи. уменьшение силы сцепления структурных элементов приводит к снижению упругих характеристик и не обеспечивает достаточной теплопроводности стекла. З 0 Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является стекло, включающее в мас.В) по крайней мереодин окиселиз группы Ч ОХаОз, ИЬ ОС 1., О, 27-58по крайней мереодин окисел иэгруппы ЮЗО, ЕпО,ЕгО 3-12 2)Данные составы рекомендуются дляполучения стекловолокна.Теплопроводность стекол указанныхсоставов по нашим измерениям лежитв пределах 1,17-2,08 вт/м.град. инедостаточна для использования указанного стекла в качестве электроизоляционных элементов, обеспечивающих необходимый отвод тепла.Целью изобретения является повышение теплопроводности стекла.Указанная цель достигается тем,что стекло, включающее 8 Ю АЕО,( Л при 25 С - 1,25 вт/м град.) иприближается по своему значению ктеплопроводности высокоглиноэемистой керамики и монокристаллическогосапфира ( Ъ при 25 ОС = 23 вт/м град,),С увеличением температуры тег.лопроводность стекла возрастает, тогдакак у кристаллических тел она значительно снижается.Удельное сопротивление предлагае О мого стекла составляет при 20 С примерно 10 ом смНиже изобретение поясняется наконкретных примерах его выполненияТаблица 1 81 О 20-50А 1022-301 аО5-25Се О 5-20гпо, 2-10Н ЕО3-8ОеО5-10 Указаннбе стекло может дополнительно содержать РгО - 0,5-3,5, ИЙ Оэ-7,0 в мас.ЪТакое,ооОтношение компонентов позволяет получить стекло преимуще- ственно с сильными ковалентными свя: эямн и плотной структурной упаковкой, обладающее высокой тепловодностью. Положительную роль в уплотнении структуры играет повышенное содержа"ние в стекле окиси алюминия. Присутствие двуокиси германия увеличивает ковалентность связей в стекле, Тугоплавкая окись гафния также способствует упрочению связей в структуре стекла. Все укаэанное обеспечивает повышенную теплопроводность стекла.Состав компонентов указанного Стекла обуславливает также высокие эдектроизоляционные свойства последнего.Присутствие в стекле до 7 по мас-се Ис 1 Ои Рг О до 3,5 по массе, при использовайии в качестве. сырья дешевого цериевого концентрата,не ухудшает теплопроводности и электро- изоляционных характеристик.3Тейлопроводность стекла составляет при 25 ОС 12,5 б С,24 вт/м град., т.е. более чем в 10 раз превышает теплопроводность кварцевого стекла 15 Наимен" "следуюшиес ырь Кварцевый и окись лантана, стеколиспользуювые материалы.сок, окись алюмиокись церия, оки цинка, окись Использовани шевого церне ва (в мас.Ъ) ия,ь Ьа О, СеО, ЕпО дополнительно содержит НЬО и ОеО при следующем соотношении компонентов (в мас.%) гафния, окись германия. вместо окиси церия деого концентрата соста 53 Сег, 21 ЬаО,727586 Формула изобретения аОз Ьа Оз20-50 22-30 5-25 5-20 2-10 3-8 5-10 1, отличаюоно дополнительно Составитель О.СамохинаТехред М,Петко . Корректор Н,Стец Редактор В.Большакова Заказ 1064/21 Тираж .528 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5.Филиал ППП Патент, г, Ужгород, ул. Проектная, 4 18 ИЙО, 9 РгО обуславливает при. сутствие в стекле указанных количеств ИйОз и Рг О.Варку стекла осуществляют в газовых печах или в печах индукционного нагрева в кварцевых или платиновых тиглях. Максимальная температура варки составляет 1560 С.Для достижения однородности физико-химических свойств производят перемешивание стекломассы при максимальной температуре варки в течение 3-х часов.Из полученной стекломассы можно вырабатывать толстостенные изделия, характеризуемые высокой теплопроводностью и электроизоляционными. свойствами.Из стекла могут быть изготовлены, например, охлаждаемые электроизоляторы для тиристорных электроприводов; электроиэоляционные подложки для2 О полупроводниковой микроэлектроники и другие электроиэоляционные элемейты,с высокой теплопроводностью.Электроизоляционные подложки из стекла вследствии простой технологии. Я 5 изготовления и изотропности материала будут в 20-30 раз дешевле используемых сейчас подложекиз искусственного монокристаллического сапфира.Охлаждаемые водой электроизолято" щ . ры из стекла отличаются от изоляторов из высокоглиноземистой керамики полным отсутствием пористости,и значительно более высокой частотой обра-. ботки поверхности изделия контактирующей с полупроводниковыми элементами.По данным института горного дела им. А.А. Скочинского экономический эффект от использования 30 комплектов иэделий из описываемого стекла в системе трристорных электроприво дов ориентировочно составит около 200 тыс.руб. в год.Применяемые для григотовления шйх" ты компоненты не обладают токсичностью, поэтому технологическийпроцесс (составление шихты, варка, вы" работка иэделий) может производиться в обычном производственном помещениибез дополнительных затрат на специальную герметизацию и усиленную приточно-вытяжную вентиляционную систему, необходимые при варке известных бериллийсодержащих стекол. 1. Стекло, включающее 810, А 1 О.й 3Ьа Оз, Ое Оз, ЕпО, отличаю -щ е е с я тем, что, с целью повышениятеплопроводности,оно дополнительносодержит,ИГО и ОеО при следующемсоотношении указаннйх компонентов(в мас.Ъ) аэ 0,5-3,5БЙО 1-7рсточнйки информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент Великобритании9 1299879, С 1 М, 1972.2. Патент США Р 3947281,кл. 106-52, 1976.