Електровакуумно стъкло
Употреба: за производство на корпуси за газоразрядни лампи с високо налягане, електрически вакуумни устройства и други източници на светлина с високи работни температури на повърхността на корпуса по време на работа, както и топлоустойчиви кухненски прибори и тави за фурни SV-4. Същността на изобретението: електровакуумното стъкло съдържа, тегл.%: силициев оксид 76,5 - 80,1 BF SiO2; борен оксид 10.1 - 12.2 BF B2O3; алуминиев оксид 1 - 3 BF Al2O3; натриев оксид 2 - 6 BF Na2O; калциев оксид 0,5 - 1,5 BF CaO; магнезиев оксид 0,5 - 1,5 BF MgO; оловен оксид 0,5 - 2,5 BF PbO; цериев оксид 0,1 - 0,3 BF CeO2 и поне един от оксидите от серията арсенов оксид, антимонов оксид 0,1 - 0,3 BF As2O3, Sb2O3, съответно. Температура на омекване при вискозитет 10 1 0 Pa s 690 - 717 o C, TCLE (34 - 38) 10 - 7 1 / o C. 1 табл.
Изобретението се отнася до електровакуумна технология, производство на светлинни източници, апаратура, по-специално до състави на електровакуумни стъкла, използвани за производство на корпуси за газоразрядни лампи с високо налягане, вакуумни устройства и други източници на светлина с високи работни температури на повърхността на корпуса по време на работа, както и топлоустойчиви кухненски прибори и тави за микровълнови фурни.
Известна електровакуумна стъклена волфрамова група [1], предназначена за производство на черупкови лампи, газоразрядни лампи с високо налягане и защитни стъкла на осветителни устройства, съдържащи, тегл.%: SiO2 - 73,2 - 76,1 B2O3 - 15,0 - 17,0 Na2O - 3,8 - 4,8 K2O - 1,4 - 1,8 PbO - 2,7 - 4, 2 и имащи следните физични свойства: Температурен коефициент на линейно разширение (20 - 300 o C), o C -1 - 38,5 - 41,9 10 -7 Термична стабилност, o C - 310 - 312 o Cелектрическото съпротивление е 100 MOM cm (Tk - 100), o C - 300 Химическа устойчивост на вода, хидролитичен клас - 3 Способност за кристализация: Горна граница на кристализация, o C - 1090 Долна граница на кристализация, o C - 790 Интервал на кристализация, o C - 300 Максимална температура на кристализация - 877 Скорост на растеж на кристала, µm/min - 0,45 Стъклото е добре сварено, изсветлено и формовано. Недостатъците на това стъкло включват ниската му точка на омекване при вискозитет от 10 10 Pas. При използване на мощни металхалогенни лампи с работна температура на повърхността на корпуса над 600 o C, стъклото се размеква и набъбва. В резултат на това лампата се разрушава или при запазване на целостта на корпуса се променят светлинните и цветови характеристики на лампата и тя става неизползваема по предназначение. Стъклото има недостатъчна химическа устойчивост на вода, съответстваща на хидролитичен клас 3, поради което не може да се използва за производство на топлоустойчиви кухненски съдове и прибори за микровълнови фурни.
Най-близко до изобретението по техническа същност и постигнат резултат е топлоустойчиво стъкло тип "Pyrex" [2], използвано за производство на химико-лабораторни и топлоустойчиви кухненски прибори, както и обвивки на светлинни източници и съдържащо, мас.%: SiO2 - 80,5 B2O3 - 11,8 2 CaO - 0,3 MgO - 0,1 As2O3 - 0,7 Известното стъкло има Термичен коефициент на линейно разширение (20 - 300 o C), o C -1 - 32 10 -7 C - 625 Химическа устойчивост на вода, хидролитичен клас - 1 Способност за кристализация: Горна граница на кристализация, o C - 1100 Долна граница на кристализация, o C - 640 Интервал на кристализация, o C - 460 Максимална температура на кристализация, o C - 840 Скорост на растеж на кристала, μm / min - 0,8 G Момичето е доста технологично напреднало при топене и формоване, добре се обработва на огън и има висока химическа устойчивост на вода, съответстваща на 1-ви хидролитичен клас, висока топлоустойчивост. Въпреки това, поради ниската температура на омекване при вискозитет от 10 10 Pas и повишената склонност към кристализация по време на работа в лампи, работещи при високи термични натоварвания, потокът бързо кристализира, черупката става мътна и се напуква. При топене на стъкло, поради високия вискозитет, стъклената стопилка не се освобождава напълно от малки мехурчета и мушици, които развалят външния вид на продукта.
Целта на изобретението е да се повиши температурата на омекване на стъклото при вискозитет от 10 10 Pas, да се намали склонността към кристализация и да се подобрят свойствата за готвене.
Целта се постига с факта, че електровакуумното стъкло, включващо SiO2, B2O3, Al2O3, Na2O, CaO, MgO, съдържа допълнително PbO, CeO2 и поне един от оксидите от серията As2O3, Sb2O3 в следното съотношение на компонентите, тегл.%: SiO2 - 76,5 - 80,1 B2O3 - 10,1 - 1 3.3 Al2O3 - 1 - 3 Na2O - 2 - 6 CaO - 0.5 - 1.5 MgO - 0.5 - 1.5 PbO - 0.5 - 2.5 CeO2 - 0.1 - 0.3 Поне един от оксидите от серията As2O3, Sb2O3 - 0.1 - 0,3 Триоксидният антимон в присъствието на селитра първо се окислява до пентаоксид Sb2O3 + 2NaNO3 = Sb2O5 + Na2O + NO2 + NO, и след това, по време на готвене при температура от 1500 o C, отново отделя кислород Като присъства в малки количества, Sb2O3 допринасястабилизиране на окислителния потенциал на стъклената маса и освобождаването й от малки мехурчета и мушици в процеса на избистряне. Освен това, по време на топенето на огнеупорно стъкло, антимоновият триоксид се изпарява, образувайки голям брой големи мехурчета, които, изпарявайки се, почистват стъклото от малки мехурчета и мушици.
Избистрянето на стъклена маса от малки мехурчета също се улеснява от цериев диоксид CeO2.
Под въздействието на високи температури CeO2 се разлага по реакцията Освободеният в резултат на разлагането кислород, като се отделя от стъклената маса, поема със себе си малки мехурчета и мушици и я пречиства. Комбинираното присъствие на антимонов триоксид и цериев диоксид в стъклото намалява соларизацията на стъклото и допринася за стабилизиране на пропускането на светлина по време на работа на лампата.
Съставът на стъклата и техните физикохимични свойства са дадени в таблицата.
Варенето на предлаганите стъкла се извършва в газова, газоелектрическа или електрическа пещ при температура 1550 - 1580 o C.
За въвеждане на SiO2 в стъкло се използва чист кварцов пясък, за въвеждане на борен анхидрид B2O3 - техническа борна киселина, Al2O3 се въвежда чрез алуминиев оксид или алуминиев хидроксид. Na2O се въвежда чрез натриев нитрат, а PbO чрез червено олово. За въвеждането на CaO и MgO се въвеждат въглеродни соли на CaCO3 и MgCO3, CeO2, As2O3, Sb2O3 чрез химични реагенти със същото име от класове "khch", "chda" и "чисти".
Обработката на технически материали, подготовката на заряда, зареждането му в пещта се извършва на съществуващо оборудване.
Формоването на черупки за металхалогенни лампи с високо налягане се извършва ръчно или на автоматични захранващи машини в температурен диапазон 1305 - 1340 o C, а термоустойчивите съдове се формоват в хидравлична преса с подаващо устройство за топки в диапазонатемператури 1400 - 1430 o C.
Предлаганото стъкло по своите физични свойства принадлежи към групата стъкла, подходящи за запояване с волфрам. Те са добре сварени, избистрени и формовани.
Благодарение на високата температура на омекване, при която вискозитетът е 10 10 Pas, обвивките на светлинните източници с висок интензитет не се деформират по време на работа и не се напукват. Поради високата устойчивост на стъклата на кристализация, черупките не стават мътни. Термоустойчивите съдове от това стъкло няма да се напукат при готвене на печка или в микровълнова фурна и няма да се излугват.
Електровакуумно стъкло, включително SiO2, B2O3, Al2O3, Na2O, CaO, MgO, характеризиращо се с това, че допълнително съдържа PbO, CeO2 и поне един от оксидите от серията As2O3, Sb2O3 в следното съотношение, тегл.%: SiO2 - 76,5 - 80,1 B2O3 - 10,1 - 13,2 Al2O 3 - 1 - 3 Na2O - 2 - 6 CaO - 0.5 - 1.5 MgO - 0.5 - 1.5 PbO - 0.5 - 2.5 CeO2 - 0.1 - 0.3 Поне един от оксидите от серията As2O3, Sb2O3 - 0.1 - 0,3c