Електровакуумне скло

Електровакуумне скло, що містить SiО2, Аl2 O3, CaO, MgO, Na2O, K2 O, яке відрізняється тим, що компоненти знаходяться в наступному співвідношенні, мас. %: SiO2 72,5-74,5 Аl2О 3 1,0-2,5 CaO 3,5-4,1 MgO 3,3-3,9 Na2O 15,5-16,5 K2O 0,9-1,2 за умови дотримання співвідношення (мол. %) N=CaO/MgO=0,69-0,79. (19) (21) u200606496 (22) 13.06.2006 (24) 15.01.2007 (46) 15.01.2007, Бюл. №1, 2007р. (72) Борулько Віктор Іванович, Воронцов Павло Миколайович, Цуркан Ірина Олександрівна, Кобцева Наталія Львівна, Ткаченко Олена Миколаївна, Стегній Станіслав Дем'янович, Каськів Михайло Євстахович (73) Борулько Віктор Іванович, Воронцов Павло Миколайович, Цуркан Ірина Олександрівна, Кобцева Наталія Львівна, Ткаченко Олена Миколаївна, Стегній Станіслав Дем'янович, Каськів Михайло Євстахович 3 20043 тивостями можливо з більш «довшого» скла (ΔΤ ³ 420°С). Вказані вади свідчать про недосконалість хімічного складу скла [2]. В основу корисної моделі покладене завдання створення екологічно безпечного складу скла для електричних джерел світла (електровакуумного), яке б мало технологічні властивості достатні для формування з нього продукції у вигляді штучних виробів складної конфігурації, а також трубки й дроту через безперервний технологічний процес з потрібними експлуатаційними характеристиками: коефіцієнт теплового розширення a=(95±3,0).10-7 1/°С; модуль Юнга Е=(7400-7600)кг/мм 2. Поставлена задача вирішується тим, що склад скла включає такі компоненти: SіO2, Аl2О 3, CaO, MgO, Na2O, К2О при наступному співвідношенні, мас.%: SiO2 72,5-74,5; CaO 3,5-4,1; MgO 3,3-3,9; Na2O 15,5-16,5; K2O 0,9-1,2 Аl2О 3 1,0-2,5; з обов'язковим дотриманням співвідношення у мольних відсотках (мол.%) N=CaO/MgO=0.69-0.79. Заявляємий склад електровакуумного скла відрізняється від відомого [2] іншим якіснокількісним співвідношенням компонентів. Розроблене співвідношення інгредієнтів заявляємого складу скла з обов'язковим дотриманням кількісного мольного співвідношення між лужноземельними оксидами одночасно надає йому потрібні технологічні й експлуатаційні властивості. «Довжина» заявляємого скла через ΔΤ забезпечує формування з нього виробів складної конфігурації, трубки та дроту з відхиленням по геометрії в межах заданого. Величина лінійного температурного коефіцієнту розширення a=(92-97).10-7 1/°С та модуль Юнга Е=(7400-7600)кг/мм 2 надають виробам належної термостійкості, міцності й спроможності органічного з’єднання з іншими матеріалами в процесі виготовлення джерел електричного освітлення. Температурний інтервал формування заявляємого скла знаходиться в межах ΔΤ=(420-435)°С, що дозволяє виготовляти з нього високоякісні штучні скляні вироби для джерел електричного світла з товщиною стінки d>0,3мм, а також трубку та дріт методом безперервного витягування для використання їх у виготовленні електричних джерел світла із заданими експлуатаційними параметрами [a=(92-97)х10-7 1/°С, Ε=(7400-7600)кг/мм 2]. Технічний результат від корисної моделі полягає в тому, що в розробленому хімічному складі скла для виготовлення електричних джерел світла через структурний чинник N=0.69-0.79 поєднані оптимальні технологічні властивості (температурний інтервал формування - «довжина» скла) з потрібними експлуатаційними характеристиками. Визначена межа N кількісного мольного співвідно 4 шення між лужноземельними компонентами [оксидами кальцію (CaO) й магнію (МgO)] обумовлює потрібну «довжину» скла для формування з нього штучни х виробів складної конфігурації, а також трубки та дроту методом безперервного витягування. З метою досягнення оптимального температурного інтервалу формування (ΔΤ) межові величини визначеного структурного чинника N вказують у скільки раз вміст оксиду магнію у мольних відсотках повинен бути більшим у складі заявляемого скла, ніж оксиду кальцію. Встановлена залежність підтверджує сучасне наукове уявлення, що лужноземельний компонент оксид магнію «подовжує» алюмосилікатне скло у порівнянні з іншим лужноземельним компонентом оксидом кальцію. Експериментальна перевірка розробленого електровакуумного скла проводилась на конкретних хімічних складах при виготовленні трубки діаметром 16мм. За критерій якості геометрії виробу обрана величина відхилення діаметру на Ті відповідність вимогам НД (ОСТ 160.535.039-79), Δd=±0.25мм. Одночасно вимірювали експлуатаційні характеристики скла - лінійний коефіцієнт термічного розширення (a) й модуль Юнга (Е). Аналіз отриманих результатів, наведених в таблиці, показує, що опробувані хімічні склади стекол (1-11), незалежно від величини N за своїми головними термомеханічними властивостями відповідають заданим умовам [a=(92,55-96,85).10-7 1/°С, Ε=(7428-7563)кг/мм 2]. Однак якість геометрії трубки по величині відхилення від заданого діаметру (Δd) суттєво залежить від структурного чинника N. У разі дотримання визначеної кількісної межі (N=0.69-0.79) у стеклах (2-10), виготовлена з них трубка має відхилення по діаметру в межах Δd=±0.25мм, а значить відповідає вимогам НД (ОСТ 160.535.039-79). Найменше збільшення діаметру Δd=0,03мм притаманне склу 5 (Ν=0.74). Спостерігається така залежність: при зростанні N від 0,75 до 0,79 (стекла 6-10) діаметр трубки збільшується Δd=(0,05-0,25) мм, навпаки, зниження N від 0,72 до 0,69 (стекла 4-2) призводить до зменшення діаметру трубки Δd=(-0,1 ¸ -0,25)мм. Перетинання визначеної мінімальної межі N=0.68 настільки «подовжує» скло 1 (ΔΤ=438°С), що занадто уповільнює у часі зростання в'язкості й сприяє формуванню трубки більш допустимого, відповідно до НД, діаметру (d=16.3мм, Δd=0,3мм). Зворотній технологічний процес відбувається при збільшенні визначеної максимальної величини N>0.79, приклад скло 11, Ν=0.8. Трубка при формуванні з цього скла не встигає витягува тися до заданого діаметру (d=15.7мм, Δd=-0.3мм) через швидке у часі зростання в'язкості, бо скло 11 «коротше» ніж технологічно потрібно (ΔΤ=417°С). 5 20043 6 Таблиця Хімічні склади розроблених стекол та їх те хнологічні й експлуатаційні характеристики Оксиди 1 73.8 2.5 3.6 3.8 15.5 0.9 2 73.5 2.3 3.6 3.7 15.7 1.2 Вміст компонентів у склі, мас.% Розроблені склади стекол, мас.% 3 4 5 6 7 8 74.0 74.5 73.5 73.0 73.7 74.5 2.0 1.5 2.2 2.5 1.8 1.0 3.6 3.5 3.5 4.1 3.5 4.1 3.6 3.5 3.4 3.9 3.3 3.9 15.8 16.0 16.3 15.5 16.5 15.5 1.0 1.0 1.1 1.0 1.2 1.0 0.9 0.68 0.69 0.72 0.72 0.74 0.75 0.76 0.76 0.77 0.78 0,80 411 438 435 434 433 431 429 427 426 422 420 417 96.6 92.55 94.26 93.91 94.42 96.75 92.83 96.70 93.48 95.85 96.57 96,85 7433 7558 7544 7526 7495 7563 7540 7428 7566 7475 7470 15.7 15.75 15.9 15.9 16.03 16.05 16.08 16.1 16.2 16.25 15.7 -0,3 -0,25 -0,1 -0,1 0,03 0,1 0,2 0,25 -0,3 Прототип SiO2 Аl2O 3 СаО МgО Na2O К2O Sb2O3 ВаО N=CaO/MgO, мол.% ΔТ Тф -Тр, °С = ТКЛР α.10-7 1/°С Модуль пружності Е, кг/мм 2 Діаметр трубки, d, мм Відхилення від діаметру Δd, мм 67,8 2.0 6.3 5.0 13.5 2.5 1.2 1.7 Таким чином, експериментальне» доведена технологічна доцільність структурного чинника Ν=0.69-0.79 у заявляємому складі електровакуумного скла. Комп’ютерна в ерстка М. Ломалова 7548 0,05 0,08 9 72.5 2.5 4.1 3.8 16.0 1.1 10 74.0 1.1 3.9 3.6 16.5 0.9 11 73.9 1,0 3,9 3,5 16,5 1,2 Джерела інформації: 1. Патент SU №1813751 А1, Кл. СО3С 3/085, 1993 2. Патент SU №1470678 А1. Кл. СО3С 3/085, 3/087, 1989 Підписне Тираж 26 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601