430不锈钢用绝缘玻璃介质浆料及其制备方法技术

技术编号:3941786 阅读:245 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术涉及一种430不锈钢用绝缘玻璃介质浆料及其制备方法。现阶段的绝缘玻璃浆料普遍存在热膨胀系数与发热件金属不匹配的问题,造成使用过程中涂层开裂或脱落的现象;且耐压能力也相对较差。本发明专利技术的430不锈钢用绝缘玻璃介质浆料的原料组成及重量配比为:BaCO3:30~80份;Al2O3:0~10份;CaCO3:0~10份;SiO2:40~50份;H3BO3:0~5份;TiO2:5~10份;制备步骤为:配料→混料→熔炼→淬火→烘干→球磨→过筛→检验→称量包装。本发明专利技术采用环保材料,电气性能优良,耐压能力强,制造成本低,有效解决了绝缘玻璃介质浆料与金属基体热膨胀系数不匹配的问题,市场前景良好。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种。
技术介绍
以430不锈钢为基体的发热器,可在基体表面印刷绝缘玻璃介质浆料,烧结后在绝缘玻璃上印刷电路,形成大功率电路。430不锈钢发热器的核心技术是绝缘玻璃浆料的制 备。而现阶段的绝缘玻璃浆料,含有大量的重金属铅,对环境及人体健康危害极大;430不 锈钢材料的膨胀系数为10. 5ppm,但绝缘玻璃浆料中的各组分的热膨胀系数相对低很多,普 遍存在热膨胀系数与基体不匹配的问题,造成使用过程中的涂层开裂或脱落的现象,使用 寿命短,绝缘性能差;耐压能力也相对较差。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种耐压能力强、热膨胀系数与发热器基体相匹配的430不 锈钢用绝缘玻璃介质浆料及其制备方法。本专利技术所采用的技术方案是所述的一种430不锈钢用绝缘玻璃介质浆料的原料组成及其重量配比为BaCO3 30 80 份;SiO2 40 50 份;TiO2 5 10 份。所述的一种430不锈钢用绝缘玻璃介质浆料的原料组成及其重量配比为Al2O3 0 10 份;CaCO3 0 10 份;H3BO3 0 5 份。所述的一种430不锈钢用绝缘玻璃介质浆料,其特征在于所述的绝缘玻璃介质 浆料的原料组成及其重量配比为BaCO3 43 份;SiO2 40 份;TiO2 6 份。Al2O3 7 份;CaCO3 4 份。所述的一种,其特征在于可以通过以下制备步骤实现(1)、按上述材料配比进行准确称量;(2)、将原料置入混料机中混料60分钟;(3)、安装坩埚,升温至1500°C后加料,20分钟后第二次加料,以坩埚加满为止,再 熔炼20分钟,待料融化均勻后,缓慢倒入水淬池中;(4)、浙干料水分后,将其装入洁净搪瓷盘里,在120°C 150°C烘干2小时;(5)、将烘干的料料装入球磨机里,球磨10小时;(6)、将球磨好的料全部过120目筛,筛下料即为成品,之后包装称量。本专利技术的有益效果是本专利技术采用不含铅的环保材料,在生产过程中不会对人体产生危害、不产生有害 废气和废水及废渣,是一种原材料环保、生产过程环保、产品环保的环境友好型新材料;玻 璃浆料电气性能优良,介电常数小、介质损耗低、体积电阻率高、击穿强度高;热膨胀系数与430不锈钢相匹配,完全能满足430不锈钢发热器的使用,有效解决了涂层易出现开裂或脱 落的现象;使用过程中耐压能力强,具有良好的市场前景。具体实施例方式下面结合具体实施方式对本专利技术进行详细说明。(1)本专利技术的原料组成及重量配比为 BaCO330 80 份;Al2O30 10 份;CaCO30 10 份;SiO240 50 份;H3BO30 5 份;TiO25 10 份。(2)本项目所依据的技术原理是能形成玻璃网络的物质通常包括三种Si02,B2O3,P205。它们单独或者混合使用, 成为形成玻璃的基本物质。其中SiO2形成的玻璃性能最佳,为硅氧四面体结构,其耐酸性、 耐水性、电气性能、机械强度均最佳;P2O5形成的玻璃化学性能最差,热膨胀系数最大,工程 中一般不选用;B2O3形成的玻璃化学性能介于两者之间,但其熔点最低,在450°C即可成为 液体。因而选用SiO2作为玻璃形成物。为了降低玻璃的熔点,体系中可加入少量的Η3Β03。玻璃的结构目前有两种理论,即网络学说和晶子学说。在玻璃中,为了调整玻璃的 性质,常加入其它氧化物,这些物质可分为两类一类是破网体,如K20、Na2O, CaO, MgO、BaO 等,它们的加入,破坏了玻璃的网络结构,使玻璃的键合断裂,高温黏度降低;另一类是两性 体,如PbO,Al2O3,在某种情况下,是破网体,在另外情况下,是玻璃形成体。作为发热器件,要 在高温下带电工作,首先要保证安全,即在高温下绝缘强度要高,这就要求绝缘层中不能含 有离子半径较小、电价小的一价离子,如K2CKNa2O等,极易在高温电场中发生离子迁移。可 通过两种方式解决一是不选用钾钠化合物,二是选用的材料纯度要高。基于环保的考虑, 材料体系中选取了不含铅的材料。TiO2是既可以降低材料的熔点,又能降低材料的热膨胀系数的材料,故选用其来 降低材料的高温黏度、降低浆料的热膨胀系数,防止涂层发生开裂或脱落。另外,配方中还加入了 BaCO3和CaCO3,利用其助熔剂和乳浊剂的特性,降低材料的 熔点,提高材料的电阻率和遮盖能力。(3)本专利技术的制备方法①、将原料置入混料机中混料60分钟;②、安装坩埚,升温至1500°C后加料,20分钟后第二次加料,以坩埚加满为止,再 熔炼20分钟,待料融化均勻后,缓慢倒入水淬池中;③、浙干料水分后,将其装入洁净搪瓷盘里,在120°C 150°C烘干2小时;④、将烘干的料料装入球磨机里,球石的重量为料重量的2倍,球磨10小时;⑤、将球磨好的料全部过120目筛,筛下料即为成品,之后包装称量。(4)按照本专利技术的制备方法制备的材料的性能测试方法如下①、玻璃软化温度测试方法采取差热分析法,仪器型号NETZSCHSTA409PC/PG。②、玻璃封接温度测试方法采取梯度炉法(参照方法ANSI/ASTMC829_76)。把玻璃粉装入刚玉质瓷舟,送入梯度炉内保温40分钟后取出。③、玻璃热膨胀系数测试方法采取石英膨胀法(JISR3102-78)。从室温21°C把试 样加热到300°C玻璃平均线膨胀系数。④、玻璃耐水性测试方法采取表面法。把玻璃粉首先制备成玻璃块状试样,在 300ml蒸馏水中煮沸(98 °C ),并保温1小时测得质量失重。⑤、玻璃密度测试方法采取浮力法(ASTMC693-84)。⑥、击穿强度将430不锈钢基片清洗干净,用90目聚酯丝网将绝缘浆料印制在 430不锈钢基片上,静置5 10分钟,在150°C的干燥箱里干燥15分钟,在马弗炉里30分 钟升到850°C,保温10分钟,随炉降温到700°C时取出,在空气中冷却到室温;进行第二次印 刷,烧结;进行第三次印刷,烧结;使其膜厚达到80微米以上。印制、烧结电极,焊接引线。将 不锈钢基片夹在耐压测试仪的测试夹具中,焊接引线加在耐压测试仪的另一测试夹具中, 放入硅油中,加压,直到击穿为止,击穿时的电压即为击穿强度。⑦、阻值变化率将430不锈钢基片清洗干净,用90目聚酯丝网将绝缘浆料印制在 430不锈钢基片上,静置5 10分钟,在150°C的干燥箱里干燥15分钟,在马弗炉里30分 钟升到850°C,保温10分钟,随炉降温到700°C时取出,在空气中冷却到室温;进行第二次印 刷,烧结;进行第三次印刷,烧结;使其膜厚达到80微米以上。在玻璃绝缘介质上印制厚膜 电阻、厚膜电极,干燥,在850°C保温10分钟,冷却到室温。在电极上焊接引线,在两引线上 加上电压,缓慢升压,等表面温度升到200°C时停止加压,用表面温度计测试不锈钢的表面 温度,调节电压,使其温度恒定在200°C,在20(TC保持150小时。卸压,用低阻测试仪测试 其加热前后的阻值,计算出阻值变化率。按照本专利技术的制备方法制备的材料的性能测试结果如下表<table>table see original document page 5</column></row><table>实施例1 1、配方BaCO3 30 份;Al2O3 5 份;本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种430不锈钢用绝缘玻璃介质浆料,其特征在于:所述的绝缘玻璃介质浆料的原料组成及其重量配比为:  BaCO↓[3] 30~80份;SiO↓[2] 40~50份;TiO↓[2] 5~10份。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:李宏杰蒋文军卫海民张志旭
申请(专利权)人:西安创联轮德器件有限公司
类型:发明
国别省市:87[中国|西安]

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