Состав эмалевого покрытия

 

Использование: в микроэлектронике для эмалирования стальных пластин, служащих подложками для нанесения токопроводящих слоев, а также в бытовых нагревательных элементах. Сущность изобретения: состав эмалевого покрытия содержит, мас. %: оксид кремния 25,4 - 31,4; оксид бария 43,1 - 48,5; оксид кальция 9,2 - 15,2; оксид бора 2,3 - 7,4; оксид алюминия 2,8 - 5,0; оксид титана 1,5 - 2,5; оксид кобальта 0,4 - 0,7; оксид марганца 0,2 - 1,8; оксид хрома 0,7 - 0,9; оксид серы 0,2 - 0,8. Характеристика покрытия: диапазон рабочих температур - до 600^oС, коэффициент теплопроводности λ - до 21 - 22 Вт/(м · К). 1 ил., 1 табл.

Изобретение относится к технологии изготовления толстопленочных нагревательных элементов и может быть использовано в микроэлектронике для эмалирования стальных пластин, служащих подложками для нанесения токопроводящих слоев, а также в бытовых нагревательных элементах.

Известен состав фритты для эмалевого покрытия, содержащий, мас. SiO₂ 20,7-24,3; Al₂O₃ 4,4-4,6; B₂O₃ 7-11,8; BaO 55-65,7; MgO 1,7-5,4; Cr₂O₃ 0,5-1,3 [1] Известный состав эмали в рабочем диапазоне температур до 400^оС обладает коэффициентом теплопроводности λ=11-18 Вт/(м˙К) в системе эмаль, нанесенная на стальную подложку.

Наиболее близким является состав эмали для покрытия стали, содержащий, мас. SiO₂ 28,8-38; BaO 41,8-46,7; CaO 3,5-12,6; B₂O₃ 5,1-9,3; Al₂O₃ 1-5,6; TiO₂ 1,1-5,6; CoO 0,4-0,6 [2] Данный состав эмали для покрытия стали в системе эмаль, нанесенная на стальную подложку, в рабочем диапазоне температур до 400^оС имеет низкий коэффициент теплопроводности λ=10-17 Вт/(м˙К), невысокие технические характеристики, низкую растекаемость, не обладает прозрачностью в инфракрасном излучении в диапазоне волн 1-80 мкм.

Цель изобретения повышение коэффициента теплопроводности.

Указанная цель достигается тем, что состав эмалевого покрытия содержит, мас. SiO₂ 25,4-31,4; BaO 43,1-48,5; CaO 9,2-15,2; B₂O₃ 2,3-7,4; Al₂O₃ 2,8-5,0; TiO₂ 1,5-2,5; CoO 0,4-0,7; MnO 0,2-1,8; Cr₂O₃ 0,7-0,9; SO₃ 0,2-0,8.

Конкретные составы эмалевого покрытия приведены в таблице.

В качестве сырьевых материалов используют оксиды соответствующих элементов.

Шихтовые материалы взвешивают и тщательно перемешивают. Варку осуществляют в корундовых тиглях в плавильной печи при температуре 1400^оС в течение 1 ч. Грануляцию сваренной массы осуществляют выливом в воду. Полученную фритту измельчают в планетарной шаровой мельнице до удельной поверхности 5000-7000 см²/г. Нанесение эмали на металлические подложки осуществляют методом трафаретной печати с последующим вжиганием в конвейерных электропечах при 830^оС.

На чертеже представлены коэффициенты теплопроводности λ стали марки 15Х25Т толщиной 3,0 мм, покрытой с одной стороны эмалью толщиной 100±10 мкм, в диапазоне рабочих температур. Теплопроводность системы эмаль стекло оценивают по стационарному методу плоского слоя. На графике: 1 фритта для эмалевого покрытия (аналог); 2 состав-прототип; 3 конкретный состав 1; 4 конкретный состав 3; 5 конкретный состав 2; 6 сталь марки 15Х25Т.

Наиболее оптимальным является конкретный состав 3 эмалевого покрытия, при использовании которого достигается значительное улучшение основных технических характеристик, т.е. при расширении диапазона рабочих температур до 600^оС повышается коэффициент теплопроводности λ=21-22 Вт/(м˙ К).

Формула изобретения

СОСТАВ ЭМАЛЕВОГО ПОКРЫТИЯ, включающий SiO₂, BaO, CaO, B₂O₃, Al₂O₃, TiO₂, CoO, отличающийся тем, что дополнительно содержит MnO, Cr₂O₃, SO₃ при следующем соотношении компонентов, мас.% SiO₂ - 25,4 - 31,4 BaO - 43,1 - 48,5 CaO - 9,2 - 15,2 B₂O₃ - 2,3 - 7,4 Al₂O₃ - 2,8 - 5,0 TiO₂ - 1,5 - 2,5
CoO - 0,4 - 0,7
MnO - 0,2 - 1,8
Cr₂O₃ - 0,7 - 0,9
SO₃ - 0,2 - 0,8

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2