專利名稱：金屬氧化物避雷器用無鉛封接玻璃的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于陶瓷與ZnO避雷器絕緣子的粘接劑，特別涉及一 種金屬氣化物避雷器用無鉛封接玻璃的制備方法。
背景技術(shù)：
金屬氧化物避雷器的關(guān)鍵部件為氧化鋅電阻片。由于氧化鋅電阻片易 與空氣中的潮氣反應(yīng)，從而使其殘壓值下降，導(dǎo)致避雷器做性能變差， 嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成開裂等故障。為了保證避雷器的安全運(yùn)行，預(yù)防故障發(fā)生， 采用低熔無鉛封接玻璃材料，對(duì)氧化鋅電阻片之間空隙進(jìn)行密封封接，防 止潮濕的空氣進(jìn)入，起到保護(hù)氧化鋅電阻片的作用，使避雷器使用壽命提 高，達(dá)到安全可靠的運(yùn)行的目的。
日本NGK絕緣子(株)專利USP4796149提出了一種與陶瓷和ZnO 陶瓷元件有良好熱膨脹系數(shù)匹配的玻璃，可用于陶瓷與ZnO避雷器絕緣子 的粘接，該封接玻璃的PbO含量大于60 (wt) %。劉新年等制備了 PbaB2QrSiQ2金屬氧化物避雷器用封接玻璃，該封接^^的PbO ^"S:大 于70 (wt) %，其絕緣電阻高，封接溫度在5(KTC左右。另夕卜，V20s封接 玻璃包括V205—P205， V20s—Te02等，該封接玻璃可以在4(KTC與器件形 成氣密封接，日立制作所特開平2-267137揭示出了一類適用于LSI外殼密
封的v2o5- p2o5-sb203-Pbcvno封接玻璃，該封接玻璃與ai2o3陶瓷外殼，
經(jīng)過—55 150'C熱沖擊，反復(fù)1000次不破裂。
目前金屬氧化物避雷器用封接玻璃采用的是PbOB203-SiQ2系統(tǒng)封接
玻璃，其中PbO的含量大于70 (wt) %;以上所涉及的￥205封接玻璃中常加入？205， Te02, PbO等低熔點(diǎn)的物質(zhì)，加入P20s可以降低V205封接 玻璃的軟化溫度，但同時(shí)也降低了 v2o5封接玻璃的化學(xué)穩(wěn)定性，加入 Te02， PbO證明可以充分降低V205系統(tǒng)玻璃的軟化,，但是Te02， PbO 對(duì)環(huán)境具有非常大的污染，而且歐盟各國(guó)，美國(guó)，日本等國(guó)均頒布了明確 禁止生產(chǎn)和使用含Pb， Cd， Ife， Tl等電器與電子設(shè)備的法^^規(guī)，， 出了取代含Pb， Cd， Hg， Tl等電器與電子設(shè)備的最后期限。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有的技術(shù)的缺點(diǎn)，提供了一種制備工藝 簡(jiǎn)單，與陶瓷和ZnO避雷器絕緣子的膨脹系數(shù)一致且無鉛環(huán)保的金屬氧化 物避雷器用無鉛封接玻璃的制備方法。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是首先，按質(zhì)量百分比將 20 30%的￥205， 18 24%的8203， 45 55。/。的ZnO， 0 3%的？205， 0 10y。的Bi203， 0 5。/。的MO3和0 50/。的BaO混合均勻；其次，在90(TC 下的剛玉坩堝或素瓷坩堝中加入該混合均勻的原料進(jìn)行熔制，熔制M為 1000 1100°C，并在熔制皿下保溫20 40分鐘；再次，將熔制好的玻 璃液倒在干凈的鋼板上冷卻；最后，將冷卻后的玻璃放入球磨罐中球磨， 將球磨后的玻璃過300目篩即可。
本發(fā)明的V205由分析純的五氧化二釩引入，B203由分析純的硼酸引 入；ZnO由分析純的氧化鋅引入，添加物P20s， Bi203, MO3， BaO分別 由分析純的磷酸二氫銨，三氧化二鉍，三氧化鉬，碳酸鋇引入。
由于本發(fā)明以五氧化二釩、硼酸、氧化鋅為原料，混合均勻后在1000 ll(KTC熔化后球磨成玻璃粉，通過試驗(yàn)，該封接玻璃可以在530。C以下與 金屬氧化物避雷器牢固的封接i一起，且不含PbO，不含堿金屬氧化物， 熔化溫度低，封接溫度低，電阻率高，膨脹系數(shù)低，可與氧化鋅電阻片進(jìn)行匹配封接，封接強(qiáng)度高。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例l:首先，按質(zhì)量百分比將25%的￥205， 23%的8203， 48%的 ZnO和4。/。的M03混合均勻；其次，在9(MTC下的剛玉坩堝或素瓷坩堝中 加入該混合均勻的配合料進(jìn)行熔制，熔制溫度為1050°C，并在熔制溫度下 保溫25分鐘；再次，將熔制好的玻璃液倒在干凈的鋼板上冷卻；最后， 將冷卻后的玻璃放入球磨罐中球磨，將球磨后的玻璃過300目篩即可。其 中，V205由分析純的五氧化二釩引入，B203由分析純的硼酸引入；ZnO 由分析純的氧化鋅引入，添加物M03由分析純的三氧化鉬引入。
實(shí)施例2:首先，按質(zhì)量百分比將25%的￥205， 18%的8203， 48%的 ZnO， 3°/。的？205， 2%的8〗203， 3。/。的M03和P/。的BaO混合均勻；其次， 在900'C下的剛玉坩堝或素瓷坩堝中加入該混合均勻的配合料進(jìn)行熔制， 熔制溫度為11(KTC,并在熔制溫度下保溫30分鐘；再次，將熔制好的玻 璃液倒在干凈的鋼板上冷卻；最后，將冷卻后的玻璃放A^磨罐中球磨， 將球磨后的玻璃過300目篩即可。其中，V205由分析純的五氧化二釩引入， B203由分析純的硼酸引入；ZnO由分析純的氧化鋅引入，添加物P205, Bi203， M03， BaO分別由分析純的磷酸二氫銨，三氧化二鉍，三氧化鉬， 碳酸鋇引入。
實(shí)施例3:首先，按質(zhì)量百分比將28.5%的V205, 24%的82(>3和47.5% 的ZnO混合均勻；其次，在9(MTC下的剛玉塒堝或素瓷坩堝中加入該混合 均勻的配合料進(jìn)行熔制，熔制溫度為1000'C，并在熔制溫度下保溫20分 鐘；再次，將熔制好的玻璃液倒在干凈的鋼板上冷卻；最后，將冷卻后的 玻璃放入球磨罐中球磨，將球磨后的玻璃過300目篩即可。其中，V205 由分析純的五氧化二釩引入，B203由分析純的硼酸引入；ZnO由分析純的氧化鋅引入。
實(shí)施例4:首先，按質(zhì)量百分比將30%的V205， 1W/。的B2(^， 45%的 ZnO， 1%的？205， 3%的81203， ln/。的M03和2M的BaO混合均勻；其次， 在9(KTC下的剛玉坩堝或素瓷柑堝中加入該混合均勻的配合料進(jìn)行熔制， 熔制溫度為102(TC,并在熔制溫度下保溫40分鐘；再次，將熔制好的玻 璃液倒在干凈的鋼板上冷卻；最后，將冷卻后的玻璃放入球磨罐中球磨， 將球磨后的玻璃過300目篩即可。其中,V205由分析純的五氧化二釩引入， B2p3由分析純的硼酸引入；ZnO由分析純的氧化鋅引入，添加物P205， BbOs, M03， BaO分別由分析純的磷酸二氫銨，三氧化二鉍，三氧化鉬， 碳酸鋇引入。
實(shí)施例5:首先，按質(zhì)量百分比將20%的V205， 22%的8203 ， 55%的 ZnO和3。/。的BaO混合均勻；其次，在90(TC下的剛玉坩堝或素瓷坩堝中 加入該混合均勻的配合料進(jìn)行熔制，熔制溫度為1080'C，并在熔制溫度下 保溫28分鐘；再次，將熔制好的玻璃液倒在干凈的鋼板上冷卻；最后， 將冷卻后的玻璃放入球磨罐中球磨，將球磨后的玻璃過300目篩即可。其 中，V205由分析純的五氧化二釩引入，B203由分析純的硼酸引入；ZnO 由分析純的氧化鋅引入，添加物BaO分別由分析純的碳酸鋇引入。
實(shí)施例6:首先，按質(zhì)量百分比將20%的￥205， 20"/。的B203， 50%的 ZnO, 10。/。的Bi203，混合均勻；其次，在900'C下的剛玉坩堝或素瓷坩堝 中加入該混合均勻的配合料進(jìn)行熔制，熔翁媼度為1030°C，并在熔制溫度 下保溫35分鐘；再次，將熔制好的玻璃液倒在干凈的鋼板上冷卻；最后， 將冷卻后的玻璃放入球磨罐中球磨，將球磨后的玻璃過300目篩即可。其 中，V205由分析純的五氧化二釩引入，B2Q3由分析純的硼酸引入；ZnO 由分析純的氧化鋅引入，添加物Bi20s由分析純的三氧化二鉍引入。實(shí)施例7:首先，按質(zhì)量百分比將22%的V205， 19%的8203， 52%的 ZnO， 1°/。的？205， 5W的M03和1W的BaO混合均勻；其次，在900'C下
的剛玉坩堝或素瓷坩堝中加入該混合均勻的配合料進(jìn)行熔制，熔制溫度為 1060°C，并在熔制m下保溫30分沐再次，將熔制好的玻璃液倒在干 凈的鋼板上冷卻；最后，將冷卻后的玻璃放入球磨罐中球磨，將球磨后的 玻璃過300目篩即可。其中，V205由分析純的五氧化二釩弓l入，B203由 分析純的硼酸引入；ZnO由分析純的氧化鋅引入，添加物P205, MO3， BaO分別由分析純的磷酸二氫銨，三氧化鉬，碳酸鋇引入。
實(shí)施例8:首先，按質(zhì)量百分比將23%的￥205， 21%的8203， 46%的 ZnO， 5Q/。的Bi203和5Q/。的BaO混合均勻；其次，在900'C下的剛玉坩堝 或素瓷坩堝中加入該混合均勻的配合料進(jìn)行熔制，熔翁媼度為1050'C,并 在熔制,下保溫30分鐘；再次，將熔制好的玻璃液倒在干凈的鋼^Jl 冷卻；最后，將冷卻后的玻璃放入球磨罐中球磨，將球磨后的玻璃過300 目篩即可。其中，V205由分析純的五氧化二釩引入，B203由分析純的硼 酸引入；ZnO由分析純的氧化鋅引入，添加物Bi2Cb和BaO分別由分析純 的三氧化二鉍和碳酸鋇引入。
在使用時(shí)將本發(fā)明的封接玻璃粉與有機(jī)粘結(jié)劑(醋酸丁脂)進(jìn)行混合， 采用噴涂的方法涂在ZnO避雷器絕緣子的外圍，再裝上陶瓷外殼，在530 "C以下進(jìn)行封接即可，此外，試驗(yàn)表明在1000v下測(cè)量封接玻璃的室溫電 阻率均大于lO"Q-m。
10
權(quán)利要求
1、金屬氧化物避雷器用無鉛封接玻璃的制備方法，其特征在于1)首先，按質(zhì)量百分比將20～30％的V2O5，18～24％的B2O3，45～55％的ZnO，0～3％的P2O5，0～10％的Bi2O3，0～5％的MO3和0～5％的BaO混合均勻；2)其次，在900℃下的剛玉坩堝或素瓷坩堝中加入該混合均勻的配合料進(jìn)行熔制，熔制溫度為1000～1100℃，并在熔制溫度下保溫20～40分鐘；3)再次，將熔制好的玻璃液倒在干凈的鋼板上冷卻；4)最后，將冷卻后的玻璃放入球磨罐中球磨，將球磨后的玻璃過300目篩即可。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬氧化物避雷器用無鉛封接玻璃的制備 方法，其特征在于所說的V205由分析純的五氧化二釩引入，B2Cb由分 析純的硼酸引入；ZnO由分析純的氧化鋅引入，添加物P20s， Bi203， M03, BaO分別由分析純的磷酸二氫銨，三氧化二鉍，三氧化鉬，碳酸鋇引入。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬氧化物避雷器用無鉛封接玻璃的制備 方法，其特征在于首先，按質(zhì)量百分比將25%的V205, 23%的B203, 48n/。的ZnO和4Q/c的M03混合均勻；其次，在90(rC下的剛玉坩堝或素瓷 坩堝中加入該混合均勻的配合料進(jìn)行熔制，熔制溫度為1050°C，并在熔制 溫度下保溫25分鐘；再次，將熔制好的玻璃^^倒在干凈的鋼板上冷卻； 最后，將冷卻后的玻璃放入球磨罐中球磨，將球磨后的玻璃過300目篩即 可，其中，V205由分析純的五氧化二釩引入，B203由分析純的硼酸引入； ZnO由分析純的氧化鋅引入，添加物M03由分析純的三氧化鉬引入。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬氧化物避雷器用無鉛封接玻璃的制備方法，其特征在于首先，按質(zhì)量百分比將25%的V205， 1W/。的B203，48n/。的ZnO， 3%的？205, 2%的81203， 3%的1^03和P/。的BaO混合均勻； 其次，在90(TC下的剛玉坩堝或素瓷坩堝中加入該混合均勻的配合料進(jìn)行熔制，熔制溫度為noo'c,并在熔制溫度下保溫30分沐再次，將熔制好的玻璃液倒在干凈的鋼板上冷卻；最后，將冷卻后的玻璃放入球磨罐中 球磨，將球磨后的玻璃過300目篩即可，其中，V205由分析純的五氧化二 釩引入，B203由分析純的硼酸引入；ZnO由分析純的氧化鋅引入，添加物 P205， Bi203， M03， BaO分別由分析純的磷酸二氫銨，三氧化二鉍，三氧 化鉬，碳酸鋇引入。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬氧化物避雷器用無鉛封接玻璃的制備 方法，其特征在于首先，按質(zhì)量百分比將28.5%的V2Os， 24%的B203 和47.5%的2110混合均勻；其次，在900'C下的剛玉坩堝或素瓷坩堝中加 入該混合均勻的配合料進(jìn)行熔制，熔制溫度為1000'C，并在熔制溫度下保 溫20分沐再次，將熔制好的玻璃液倒在干凈的鋼板上冷卻；最后，將 冷卻后的玻璃放入球磨罐中球磨，將球磨后的玻璃過300目篩即可，其中， V205由分析純的五氧化二釩引入，Bap3由分析純的硼酸引入；ZnO由分 析純的氧化鋅引入。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬氧化物避雷器用無鉛封接玻璃的制備 方法，其特征在于首先，按質(zhì)量百分比將30%的V205， 18^的B2p3， 45。/o的ZnO， 1%的？205， 3n/。的Bi203， 1%的MOa和2%的BaO混合均勻； 其次，在90(TC下的剛玉坩堝或素瓷坩堝中加入該混合均勻的配合料進(jìn)行 熔制，熔制溫度為102(TC，并在熔制溫度下保溫40分沐再次，將熔制 好的玻璃液倒在干凈的鋼板上冷卻；最后，將冷卻后的玻璃^A球磨罐中球磨，將球磨后的玻璃過300目篩即可，其中，V2Os由分析純的五氧化二 釩引入，B203由分析純的硼酸引入；ZnO由分析純的氧化鋅引入，添加物 P205， Bi203， M03， BaO分別由分析純的磷酸二氫銨，三氧化二鉍，三氧 化鉬，碳酸鋇引入。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1 ^f述的金屬氧化物避雷器用無鉛封接玻璃的制備 方法，其特征在于首先，按質(zhì)量百分比將20%的V205， 22%的B203， 550/。的ZnO和3。/。的BaO混合均勻；其次，在900'C下的剛玉坩堝或素瓷 坩堝中加入該混合均勻的配合料進(jìn)行熔制，熔帝媼度為1080'C，并在熔制 溫度下保溫28分鐘；再次，將熔制好的玻璃液倒在干凈的鋼板上冷卻； 最后，將冷卻后的玻璃放入球磨罐中球磨，將球磨后的玻璃過300目篩即 可，其中，V205由分析純的五氧化二釩引入，AG由分析純的硼酸引入； ZnO由分析純的氧化鋅引入，添加物BaO分別由分析純的碳酸鋇引入。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬氧化物避雷器用無鉛封接玻璃的制備 方法，其特征在于首先，按質(zhì)量百分比將20%的V205， 20%的8203， 50M的ZnO， 10%的81203，混合均勻；其次，在900'C下的剛玉坩堝或素 瓷坩堝中加入該混合均勻的配合料進(jìn)行熔制，熔制溫度為1030°C，并在熔 制溫度下保溫35分鐘；再次，將熔制好的玻璃液倒在干凈的鋼板上冷卻； 最后，將冷卻后的玻璃放入球磨罐中球磨，將球磨后的玻璃過300目篩即 可，其中，V205由分析純的五氧化二釩引入，B2Os由分析純的硼酸引入； ZnO由分析純的氧化鋅引入，添加物Bi2^由分析純的三氧化二鉍引入。
9、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬氧化物避雷器用無鉛封接玻璃的制備 方法，其特征在于首先，按質(zhì)量百分比將22%的V205， 19%的8203， 52。/。的ZnO， 1%的？205， 5。/。的MQ3和1。/。的BaO混合均勻；其次，在900 "C下的剛玉坩堝或素瓷柑堝中加入該混合均勻的配合料進(jìn)行熔制，熔制溫度為106(TC，并在熔制溫度下保溫30分鐘；再次，將熔制好的玻璃液倒 在干凈的鋼板上冷卻；最后，將冷卻后的玻璃放A^磨罐中球磨，將^0 后的玻璃過300目篩即可，其中，V2Os由分析純的五氧化二釩引入，B203 由分析純的硼酸引入；ZnO由分析純的氧化鋅引入，添加物P20s, M03， BaO分別由分析純的磷酸二氫銨，三氧化鉬，碳酸鋇引入。
10、根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬氧化物避雷器用無鉛封接玻璃的制備 方法，其特征在于首先，按質(zhì)量百分比將23%的V2Os， 21%的B2C>3， 46W的ZnO， 5。/。的Bi2Qj和5。/。的BaO混合均勻；其次，在90CTC下的剛 玉坩堝或素瓷坩堝中加入該混合均勻的配合料進(jìn)行熔制，熔制溫度為1050 'C，并在熔制、鵬下保溫30分鐘；再次，將熔制好的鵬液倒在干凈的 鋼板上冷卻；最后，將冷卻后的玻璃放入球磨罐中球磨，將球磨后的玻璃 過300目篩即可，其中，V205由分析純的五氧化二釩引入，B203由分析 純的硼酸引入；ZnO由分析純的氧化鋅引入，添加物Bi203和BaO分別由 分析純的三氧化二鉍和碳酸鋇引入。
全文摘要
金屬氧化物避雷器用無鉛封接玻璃的制備方法，首先，按質(zhì)量百分比將20～30％的V₂O₅，18～24％的B₂O₃，45～55％的ZnO，0～3％的P₂O₅，0～10％的Bi₂O₃，0～5％的MO₃和0～5％的BaO混合均勻；其次，在900℃下的剛玉坩堝或素瓷坩堝中加入該混合均勻的配合料進(jìn)行熔制，熔制溫度為1000～1100℃，并在熔制溫度下保溫20～40分鐘；再次，將熔制好的玻璃液倒在干凈的鋼板上冷卻；最后，將冷卻后的玻璃放入球磨罐中球磨，將球磨后的玻璃過300目篩即可。本發(fā)明可以在530℃以下與金屬氧化物避雷器牢固的封接在一起，且不含PbO，不含堿金屬氧化物，熔化溫度低，封接溫度低，電阻率高，膨脹系數(shù)低，可與氧化鋅電阻片進(jìn)行匹配封接，封接強(qiáng)度高。
文檔編號(hào)C04B37/00GK101560057SQ20091002258
公開日2009年10月21日 申請(qǐng)日期2009年5月18日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月18日
發(fā)明者李霞英, 薛建平 申請(qǐng)人:西安金石電子有限公司