Композиция для соединения керамических деталей

 

патен-.

+с

НИЕ

Союз Советских

Соцыалыстыческых

Республик (61) Дополнительное н авт. свил-ву (22)Заявлено25.04.78 (21)2609316129-33 (5т )IN. КЛ, С 04 В 37/00 с присоединением заявки J%—

Государственный квинтет (23 }Прноритет— во йвнвтв нзоврвтвиий и атхрытнй

Опубликовано 23.07.80. бктллетень,% 27 (53 } УД К 666.638

Г 088.8) fl,àòà опубликования описания 23.07.80 (72 } Авторы изобретения

В, И. Павлова, В. И. Рогожникова и Л. П. Кяплина (7I) Заявитель (54) КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ СОЕДИНЕНИЯ КЕРАМИЧЕСКИХ

ДЕТАЛЕЙ

Изобретение относится к области радиоэлектроники, в частности, к технологии получения вакуумноплотных соединений сложной конструкции из керамических деталей. . Предлагаемое решение может быть ис5 пользовано при изготовлении оболочек в лазерных устройствах. Керамический материал, применяемый для таких оболочек, имеет низкий коэффициент термического т0 расширения (КТР), невысокую температуру обжига (1250-1300 С). Получить необходимую сложную конструкцию известными методами (литьем, прессованием и др.) практически невозможно. Поэтому по воз- 1 можности используется склеивание двух частей. Состав для склеивания керамики с керамикой должен иметь сравнительно низкую температуру плавления, быть. хорошим диэлектриком. Соединение керамики с керамикой должно быть прочным при изгибающих усилиях, допускать нагрев в восстановительной среде, в которой получают металлокерамические спаи (пайка медью, 2 серебром, для которых недопустимо окисление поверхности).

Известен состав для склеивания керамики с керамикой (1).

Недостатком состава является повышенная температура склеивания, неустойчивость в восстановительной. среде, низкая механическая прочность и пригодность его для соединения керамики, имеющей довольно большой КТР.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому является композиция для соединенич керамических деталей (2), включающая, вес,%:

Двуокись кремния 36,8-37, 2

Окись бора 54,0 55,3

Окись цинка 2,9 3,0

Окись лития 1,5-1,6

Окись натрия 4,8-4, 9

Преимуществом данного состава композиции является высокая механическая прочность, устойчивость B восстановительной среде, высокие диэлектрические параметры.

3 7498

Однако известной композтшией склеивают при высокой температуре (800-1000-С) о что неприемлемо для керамики, имеющей низкую температуру обжига и малый КТР, Целью изобретения является снижение температуры соединения при сохранении диэлектрических свойств, механической прочности и устойчивости в восстановительной среде.

Это достигается тем, что композиция Ы для соединения керамических деталей, содержшцая двуокись кремния, окись бора, окись цинка, окись натрия и окись лития, дополнительно содержит борат марганца при следующем соотношении компонентов, 15 вес, А.

Йвуокись кремния 24,0-26,4

Окись бора 58,8-6 2,2

Окись цинка 1,4-2,2

Окись лития 1,6-3,2 20

Окись натрия 7,8-9,4

Бор вт марганца 0,6-2,4

Пример осуществления изобретения.

Композиция для склеивания керамики с керамикой предлагаемого состава приго- -> та вливается по следующей технологии.

Компоненты, взятые по рецепту, кроме бората марганца, загружают в фарфоровый барабан, осуществляют помол мокрым споТаблица 1

Состав

Наименование ком понентов, вес.%

Двуокись кремния

Окись бора

Окись цинка

Окись лития

Окись натрия

Борат марганца

26,4

62,2

25,2

60,5 . 58,8

1,8

2,2

1,6

2,4

3,2

7,8

8,6

0,6

2,4 тн при статическом изгибе представqp лены в табл. 2 и 3 в сравнении с известным.

Результаты определения диэлектрических свойств композиции для склеивания и механической прочнос17 4. собом при соотношении масса:шары;водя=

=1:2:2 в течение 24 час. После помола состав сушат, затем фриттуют при температуре 1000 С в керамических тиглях, после чего выливают в холодную воду и суш ат.

Борат марганца готовится отдельно, для его приготовления берут порошки углекислого марганца и борной кислоты в количестве 45 и 55% и пересчете на окислы марганца и бора. Компоненты смешивают, высушивают и синтезируют в керамических тиглях при температуре

700 С. Сваренную фритту бората марганца измельчают в шаровой мельнице до суммарной поверхности 10000-12000 см /г.

Керамический клей наносят кисточкой вручную или механизированным методом.

При нанесении кисточкой вручную готовят

его в виде цасты, перемешивают приготовленную композицию с глицерином в соотношении 0,3:1,0 в течение 0,5-1 час, протирают через сито, наносят на керамические детали, подготовленные для склеивания, затем сжигают в камерной печи при температуре 500 300 С. Соотношение компонентов предложенной композиции для склеивания керамики с керамикой нриведены в табл. 1..

749817.Таблица 2

Злектроизоляционные параметры образцов, склеенных известной и предложенной композициями

9,6 10

1,3. 10

200

300

2 1 10 7 10

7,1 10

400

Та блиц а 3

Механическая прочность на изгиб соединений керамики с керамикой, полученные при использовании предложенной композиции для склеивания керамики

1 438 425 403 420 408 425 385 420

2 385 . 420 403 403 406 437 . 385 420

3 385 403 385 437 385 437 403 403

425 420 403

420 420 410

390

4 403 403 385 425

5 438 420 385 403 среди. 410 411 392 418 393 428 403 41 1 ся то, что она обеспечивает получение сложных конструкций иэ керамики с низким КТР, применяемой в качестве оболочек лазерных устройств при cpEIBHHTBJIbHQ низкой температуре .500-6 00оС. ,Данный состав позволяет получать соединения, выдерживаюшие пайку серебром и медью в восстановительной среде, без изменения своих свойств.

Результаты исследований показывают, что предлагаемая композиция имеет высокие диэлектрические параметры и соединения керамики с керамикой отличается хорошей вакуумной плотностью и большой механической прочностью.

Таким образом, преимушеством предлагаемой композиции для соединения являет8,9 10

6 ° 10

3,6 ° 10

2,1 10

7,1 10

5,9 ° 10

1,8 10"

5,4 10

8,9" 10

6 10

3 6. 10

3,9 10

3,4 10

3 9 . 10"

7 74981

Формула изобретения

Композиция для . соединения керамических деталей, содержащая двуокись кремния, окись бора, Окись цинка, окись литиЯ и окись натрия, отличающаяся тем, что, с целью снижения температуры соединения при сохранении диэлектрических свойств, механической прочности и устойчивости в восстановительной среде, она 10 дополнительно содержит борат марганца при следующем соотношении компонентов, вес.%: двуокись крел ния 24,0 26,4

Окись бора 58,8-62,2

Окись цинка 1,4-2,2

Окись лития 1,6-3,2

Окись натрия 7,8-9,4

Борат марганца 0,6-2,3, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1, Авторское свидете1тьство СССР

J4 278519, кл, С 04 В 37/02, 1969.

2, Авторское свидетельство СССР по заявке 14 2401796, кл. С 04 В 37/00, 1976, Составитель С. Шахиджанова

Редактор B. Голышкина Техред И. Асталош Корректор М, Пожо

Злказ 4548/17 Тираж 671 Подписное

l1HHHfIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

Филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4