耐火性填料粉末、密封材料和耐火性填料粉末的制造方法技术

一种耐火性填料粉末，其在同一粒子中析出有硅锌矿和锌尖晶石。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及，并且涉及适合等离子体显示器面板(以下称为rop)、有机EL显示器、场致发射显示器(以下称为FED)、荧光显示管(以下称为VFD)等显示装置的密封、压电振子封装体、IC封装体等电子部件的密封的。
技术介绍
作为密封材料，使用含有玻璃粉末和耐火性填料粉末的复合粉末材料。与树脂类胶粘剂相比，该密封材料的化学耐久性和耐热性优良，并且适于确保气密性。作为密封材料中使用的玻璃粉末，使用PbO-B2O3系玻璃(参考专利文献I等)。但是，从环境的观点出发，要求由玻璃组成中除去PbO，从而开发了 Bi2O3-B2O3系玻璃。并且，专利文献2等中公开了 =Bi2O3-B2O3系玻璃的熔点低，且具有与PbO-B2O3系玻璃同样的化学耐久性。另一方面，密封材料中使用的耐火性填料粉末是为了实现热膨胀系数的降低、机械强度的提高而添加的，作为其材料，已经开始使用低膨胀的钛酸铅等。但是，与玻璃粉末同样，要求由耐火性填料粉末的组成中除去PbO。因此，作为耐火性填料粉末，正在对硅锌矿、堇青石、二氧化锡、锂霞石、多铝红柱石、硅石、石英固溶体、钛酸铝、锆石等进行研究。其中，硅锌矿的膨胀低，且与Bi2O3-B2O3系玻璃的适应性良好(密封时不易使Bi2O3-B2O3系玻璃失透)，因而受到关注(参考专利文献3、非专利文献I)。现有技术文献专利文献专利文献I :日本特开昭63-315536号公报专利文献2 日本特开平8-59294号公报专利文献3 :日本特开平4-114930号公报非专利文献非专利文献I :Ε· N. Bunting、“Phase equilibtia in the systemSiO2-ZnO-Al2O3' J. Res. NAT. Bur. Stand.，11，725、193
技术实现思路
硅锌矿虽然膨胀低，但与其他耐火性填料粉末相比，提高密封部位的机械强度的效果低。密封部位的机械强度低时，密封部位容易因机械撞击等而发生破损，从而难以维持显示装置等的气密性。另外，硅锌矿一般通过固相反应法来制作。在通过固相反应法制作硅锌矿的情况下，为了使固相反应完成，需要在高温(具体而言为1440°C以上)下对原料进行煅烧。在煅烧温度与固相反应温度相比过低时，原料的一部分容易处于未反应状态。密封材料中如果残留未反应的原料，则密封时玻璃中容易析出不需要的结晶，因而容易发生密封不良。另一方面，硅锌矿的熔点约为1510°C，接近上述的固相反应温度(参考非专利文献I)。因此，在煅烧温度与固相反应温度相比过高时，煅烧时煅烧物容易发生热熔接，结果煅烧物的粉碎效率大幅降低，密封材料的制造成本升高。因此，本专利技术的技术课题在于，通过专利技术出低膨胀、高强度且能够在低温下进行固相反应的耐火性填料粉末及其制造方法而实现密封材料的低廉化，同时防止因密封部位的破损和未反应的原料所导致的密封不良。本专利技术人进行了不懈努力，结果发现，通过使用析出有硅锌矿和锌尖晶石作为主要结晶的耐火性填料粉末，能够解决上述技术课题，并且将其作为本专利技术而提出。即，本专利技术的耐火性填料粉末的特征在于，在同一粒子中析出有硅锌矿和锌尖晶石。在同一粒子中析出硅锌矿和锌尖晶石的情况下，与主要结晶相仅为硅锌矿的情况相比，使密封部位的机械强度提高的效果增强。结果，容易防止密封部位的破损，从而容易维持显示装置等的气密性。另外，通过硅锌矿的析出，还能够切实地享受到使热膨胀系数降低的效果。此外，通过锌尖晶石的生成，可促进硅锌矿的生成，因此能够降低煅烧温度，结果使煅烧物不易发生热熔接，从而提高耐火性填料粉末的制造效率。第二，本专利技术的耐火性填料粉末的特征在于，硅锌矿与锌尖晶石的比例以摩尔比计为99 I 70 30。这样，能够在维持使热膨胀系数降低的效果的同时，提高密封部位的机械强度。第三，本专利技术的耐火性填料粉末的特征在于，作为组成，以摩尔％计，含有ZnO60 79. 9%, Si0220 39. 9%、Al2O3O. I 10%。这样，容易使硅锌矿与锌尖晶石达到最佳比例，容易在维持使热膨胀系数降低的效果的同时提高密封部位的机械强度。第四，本专利技术的耐火性填料粉末的特征在于，通过固相反应法制备而成。固相反应法为如下方法首先按照期望的组成调配氧化物等原料，对其进行煅烧后，将所得的煅烧物破碎、粉碎、分级而制备耐火性填料粉末。利用该方法，不需要进行原料的熔融，因此能够降低耐火性填料粉末的制造成本。第五，本专利技术的密封材料为含有玻璃粉末和耐火性填料粉末的密封材料，其特征在于，作为耐火性填料粉末，含有上述耐火性填料粉末。第六，本专利技术的密封材料的特征在于，耐火性填料粉末的含量为O. I 70体积％。这样，容易使密封材料的热膨胀系数与被密封物的热膨胀系数匹配，并且还能够提高密封材料的机械强度。第七，本专利技术的密封材料的特征在于，玻璃粉末为Bi2O3-B2O3系玻璃。Bi2O3-B2O3系玻璃的熔点低，且热稳定性、耐水性良好，因此具有容易在低温下进行密封、且容易确保显示装置等的气密性的性质。此外，Bi2O3-B2O3系玻璃与本专利技术的耐火性填料粉末的适应性良好。需要说明的是，“ 系玻璃”是指含有明示的成分作为必要成分、并且其总量为30摩尔％以上、优选为40摩尔％以上、更优选为50摩尔％以上的玻璃(下同)。第八，本专利技术的密封材料的特征在于，还含有选自堇青石、锆石、锂霞石、石英玻璃、氧化铝、多铝红柱石、氧化铝-硅石系陶瓷中的一种或两种以上作为耐火性填料粉末。第九，本专利技术的密封材料的特征在于，还含有无机颜料。第十，本专利技术的密封材料的特征在于，实质上不含有PbO。这样，能够满足近年来的环境要求。此处实质上不含有PbO”是指密封材料中的PbO的含量为IOOOppm(质量)以下的情况。第^^一，本专利技术的耐火性填料粉末的制造方法的特征在于，按照以摩尔％计含有ZnO 60 79. 9%, Si0220 39. 9%、Al2O3O. I 10%的组成调配好原料后，通过固相反应法使硅锌矿和锌尖晶石析出。附图说明图I是表示用宏观(7々π )型DTA装置测定时的密封材料的软化点的示意图。图2是表示平板一体型排气管的一个方式的剖面示意图。 图3是表示平板一体型排气管的一个方式的剖面示意图。具体实施例方式本专利技术的耐火性填料粉末中，硅锌矿与锌尖晶石的比例以摩尔比计，优选为硅锌矿锌尖晶石=99 : I 70 : 30,95 5 80 20，特别优选为90 10 85 15。锌尖晶石的比例过多时，降低热膨胀系数的效果变差，且反应温度高温化，耐火性填料粉末的制造成本容易升高。另一方面，锌尖晶石的比例过少时，提高机械强度的效果变差。本专利技术的耐火性填料粉末，作为组成，以摩尔％计，优选含有Zn060 79. 9% (优选63 70%)、5丨0220 39.9% (优选28 35% )、Α12030· I 10%。制备耐火性填料粉末时的母料(B”千)组成，以摩尔％计，优选也含有ZnO 60 79.9%、Si0220 39.9%、Al2O3O- I 10%。ZnO和SiO2是结晶的构成成分。Al2O3是结晶的构成成分，且作为反应促进剂发挥作用，是降低煅烧温度的成分。需要说明的是，如果考虑到作为反应促进剂的作用，则Al2O3的含量优选为O. I摩尔％以上、I摩尔本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.04.22 JP 2010-0984401.ー种耐火性填料粉末，其特征在干， 在同一粒子中析出有硅锌矿和锌尖晶石。2.如权利要求I所述的耐火性填料粉末，其特征在干， 硅锌矿与锌尖晶石的比例以摩尔比计为99 : I 70 : 30。3.如权利要求I或2所述的耐火性填料粉末，其特征在干， 作为组成，以摩尔％计，含有ZnO 60 79. 9%,Si0220 39. 9%,Al2O3O. I 10%。4.如权利要求I 3中任一项所述的耐火性填料粉末，其特征在干， 通过固相反应法制备而成。5.—种密封材料，含有玻璃粉末和耐火性填料粉末，其特征在干， 耐火性填料粉末为权利要求I 4中任一项所述的耐火性填料粉末。6.如权利要求5所述的密封材...

【专利技术属性】
技术研发人员：榎本朋子，
申请(专利权)人：日本电气硝子株式会社，
类型：
国别省市：