專利名稱：：430不銹鋼用絕緣玻璃介質漿料及其制備方法
技術領域：
：本發(fā)明涉及一種430不銹鋼用絕緣玻璃介質漿料及其制備方法。
背景技術：
：以430不銹鋼為基體的發(fā)熱器，可在基體表面印刷絕緣玻璃介質漿料，燒結后在絕緣玻璃上印刷電路，形成大功率電路。430不銹鋼發(fā)熱器的核心技術是絕緣玻璃漿料的制備。而現階段的絕緣玻璃漿料，含有大量的重金屬鉛，對環(huán)境及人體健康危害極大；430不銹鋼材料的膨脹系數為10.5ppm，但絕緣玻璃漿料中的各組分的熱膨脹系數相對低很多，普遍存在熱膨脹系數與基體不匹配的問題，造成使用過程中的涂層開裂或脫落的現象，使用壽命短，絕緣性能差；耐壓能力也相對較差。
發(fā)明內容本發(fā)明的目的是提供一種耐壓能力強、熱膨脹系數與發(fā)熱器基體相匹配的430不銹鋼用絕緣玻璃介質漿料及其制備方法。本發(fā)明所采用的技術方案是所述的一種430不銹鋼用絕緣玻璃介質漿料的原料組成及其重量配比為BaCO33080份；SiO24050份；TiO2510份。所述的一種430不銹鋼用絕緣玻璃介質漿料的原料組成及其重量配比為Al2O3010份；CaCO3010份；H3BO305份。所述的一種430不銹鋼用絕緣玻璃介質漿料，其特征在于所述的絕緣玻璃介質漿料的原料組成及其重量配比為BaCO343份；SiO240份；TiO26份。Al2O37份；CaCO34份。所述的一種430不銹鋼用絕緣玻璃介質漿料及其制備方法，其特征在于可以通過以下制備步驟實現(1)、按上述材料配比進行準確稱量；(2)、將原料置入混料機中混料60分鐘；(3)、安裝坩堝，升溫至1500°C后加料，20分鐘后第二次加料，以坩堝加滿為止，再熔煉20分鐘，待料融化均勻后，緩慢倒入水淬池中；(4)、浙干料水分后，將其裝入潔凈搪瓷盤里，在120°C150°C烘干2小時；(5)、將烘干的料料裝入球磨機里，球磨10小時；(6)、將球磨好的料全部過120目篩，篩下料即為成品，之后包裝稱量。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明采用不含鉛的環(huán)保材料，在生產過程中不會對人體產生危害、不產生有害廢氣和廢水及廢渣，是一種原材料環(huán)保、生產過程環(huán)保、產品環(huán)保的環(huán)境友好型新材料；玻璃漿料電氣性能優(yōu)良，介電常數小、介質損耗低、體積電阻率高、擊穿強度高；熱膨脹系數與430不銹鋼相匹配，完全能滿足430不銹鋼發(fā)熱器的使用，有效解決了涂層易出現開裂或脫落的現象；使用過程中耐壓能力強，具有良好的市場前景。具體實施例方式下面結合具體實施方式對本發(fā)明進行詳細說明。(1)本發(fā)明的原料組成及重量配比為BaCO33080份；Al2O3010份；CaCO3010份；SiO24050份；H3BO305份；TiO2510份。(2)本項目所依據的技術原理是能形成玻璃網絡的物質通常包括三種Si02，B2O3，P205。它們單獨或者混合使用，成為形成玻璃的基本物質。其中SiO2形成的玻璃性能最佳，為硅氧四面體結構，其耐酸性、耐水性、電氣性能、機械強度均最佳；P2O5形成的玻璃化學性能最差，熱膨脹系數最大，工程中一般不選用；B2O3形成的玻璃化學性能介于兩者之間，但其熔點最低，在450°C即可成為液體。因而選用SiO2作為玻璃形成物。為了降低玻璃的熔點，體系中可加入少量的Η3Β03。玻璃的結構目前有兩種理論，即網絡學說和晶子學說。在玻璃中，為了調整玻璃的性質，常加入其它氧化物，這些物質可分為兩類一類是破網體，如K20、Na2O,CaO,MgO、BaO等，它們的加入，破壞了玻璃的網絡結構，使玻璃的鍵合斷裂，高溫黏度降低；另一類是兩性體，如PbO，Al2O3，在某種情況下，是破網體，在另外情況下，是玻璃形成體。作為發(fā)熱器件，要在高溫下帶電工作，首先要保證安全，即在高溫下絕緣強度要高，這就要求絕緣層中不能含有離子半徑較小、電價小的一價離子，如K2CKNa2O等，極易在高溫電場中發(fā)生離子遷移?？赏ㄟ^兩種方式解決一是不選用鉀鈉化合物，二是選用的材料純度要高。基于環(huán)保的考慮，材料體系中選取了不含鉛的材料。TiO2是既可以降低材料的熔點，又能降低材料的熱膨脹系數的材料，故選用其來降低材料的高溫黏度、降低漿料的熱膨脹系數，防止涂層發(fā)生開裂或脫落。另外，配方中還加入了BaCO3和CaCO3，利用其助熔劑和乳濁劑的特性，降低材料的熔點，提高材料的電阻率和遮蓋能力。(3)本發(fā)明的制備方法①、將原料置入混料機中混料60分鐘；②、安裝坩堝，升溫至1500°C后加料，20分鐘后第二次加料，以坩堝加滿為止，再熔煉20分鐘，待料融化均勻后，緩慢倒入水淬池中；③、浙干料水分后，將其裝入潔凈搪瓷盤里，在120°C150°C烘干2小時；④、將烘干的料料裝入球磨機里，球石的重量為料重量的2倍，球磨10小時；⑤、將球磨好的料全部過120目篩，篩下料即為成品，之后包裝稱量。(4)按照本發(fā)明的制備方法制備的材料的性能測試方法如下①、玻璃軟化溫度測試方法采取差熱分析法，儀器型號NETZSCHSTA409PC/PG。②、玻璃封接溫度測試方法采取梯度爐法(參照方法ANSI/ASTMC829_76)。把玻璃粉裝入剛玉質瓷舟，送入梯度爐內保溫40分鐘后取出。③、玻璃熱膨脹系數測試方法采取石英膨脹法(JISR3102-78)。從室溫21°C把試樣加熱到300°C玻璃平均線膨脹系數。④、玻璃耐水性測試方法采取表面法。把玻璃粉首先制備成玻璃塊狀試樣，在300ml蒸餾水中煮沸(98°C)，并保溫1小時測得質量失重。⑤、玻璃密度測試方法采取浮力法(ASTMC693-84)。⑥、擊穿強度將430不銹鋼基片清洗干凈，用90目聚酯絲網將絕緣漿料印制在430不銹鋼基片上，靜置510分鐘，在150°C的干燥箱里干燥15分鐘，在馬弗爐里30分鐘升到850°C，保溫10分鐘，隨爐降溫到700°C時取出，在空氣中冷卻到室溫；進行第二次印刷，燒結；進行第三次印刷，燒結；使其膜厚達到80微米以上。印制、燒結電極，焊接引線。將不銹鋼基片夾在耐壓測試儀的測試夾具中，焊接引線加在耐壓測試儀的另一測試夾具中，放入硅油中，加壓，直到擊穿為止，擊穿時的電壓即為擊穿強度。⑦、阻值變化率將430不銹鋼基片清洗干凈，用90目聚酯絲網將絕緣漿料印制在430不銹鋼基片上，靜置510分鐘，在150°C的干燥箱里干燥15分鐘，在馬弗爐里30分鐘升到850°C，保溫10分鐘，隨爐降溫到700°C時取出，在空氣中冷卻到室溫；進行第二次印刷，燒結；進行第三次印刷，燒結；使其膜厚達到80微米以上。在玻璃絕緣介質上印制厚膜電阻、厚膜電極，干燥，在850°C保溫10分鐘，冷卻到室溫。在電極上焊接引線，在兩引線上加上電壓，緩慢升壓，等表面溫度升到200°C時停止加壓，用表面溫度計測試不銹鋼的表面溫度，調節(jié)電壓，使其溫度恒定在200°C，在20(TC保持150小時。卸壓，用低阻測試儀測試其加熱前后的阻值，計算出阻值變化率。按照本發(fā)明的制備方法制備的材料的性能測試結果如下表<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>實施例11、配方BaCO330份；Al2O35份；CaCO33份；SiO250份；H3BO32份；TiO210份；按上述材料配比進行準確稱量；2、將原料置入混料機中混料60分鐘；3、安裝坩堝，升溫至1500°C后加料，20分鐘后第二次加料，以坩堝加滿為止，再熔煉20分鐘，待料融化均勻后，緩慢倒入水淬池中；4、浙干料水分后，將其裝入潔凈搪瓷盤里，在120°C150°C烘干2小時；5、將烘干的料料裝入球磨機里，球石的重量為料重量的2倍，球磨10小時；6、將球磨好的料全部過120目篩，篩下料即為成品，之后包裝稱量。實施例21、配方BaCO350份；Al2O33份；CaCO32份；SiO240份；TiO25份；按上述材料配比進行準確稱量；2、將原料置入混料機中混料60分鐘；3、安裝坩堝，升溫至1500°C后加料，20分鐘后第二次加料，以坩堝加滿為止，再熔煉20分鐘，待料融化均勻后，緩慢倒入水淬池中；4、浙干料水分后，將其裝入潔凈搪瓷盤里，在120°C150°C烘干2小時；5、將烘干的料料裝入球磨機里，球石的重量為料重量的2倍，球磨10小時；6、將球磨好的料全部過120目篩，篩下料即為成品，之后包裝稱量。實施例31、配方BaCO343份；Al2O37份；CaCO34份；SiO240份；TiO26份；按上述材料配比進行準確稱量；2、將原料置入混料機中混料60分鐘；3、安裝坩堝，升溫至1500°C后加料，20分鐘后第二次加料，以坩堝加滿為止，再熔煉20分鐘，待料融化均勻后，緩慢倒入水淬池中；4、浙干料水分后，將其裝入潔凈搪瓷盤里，在120°C150°C烘干2小時；5、將烘干的料料裝入球磨機里，球石的重量為料重量的2倍，球磨10小時；6、將球磨好的料全部過120目篩，篩下料即為成品，之后包裝稱量。權利要求一種430不銹鋼用絕緣玻璃介質漿料，其特征在于所述的絕緣玻璃介質漿料的原料組成及其重量配比為BaCO330～80份；SiO240～50份；TiO25～10份。2.根據權利要求1所述的一種430不銹鋼用絕緣玻璃介質漿料，其特征在于所述的絕緣玻璃介質漿料的原料組成及其重量配比為Al2O3010份；CaCO3010份；H3BO305份。3.根據權利要求1或2所述的一種430不銹鋼用絕緣玻璃介質漿料，其特征在于所述的絕緣玻璃介質漿料的原料組成及其重量配比為BaCO343份；SiO240份；TiO26份；Al2O37份；CaCO34份。4.一種430不銹鋼用絕緣玻璃介質漿料及其制備方法，其特征在于可以通過以下制備步驟實現(1)、按上述材料配比進行準確稱量；(2)、將原料置入混料機中混料60分鐘；(3)、安裝坩堝，升溫至150(TC后加料，20分鐘后第二次加料，以坩堝加滿為止，再熔煉20分鐘，待料融化均勻后，緩慢倒入水淬池中；(4)、浙干料水分后，將其裝入潔凈搪瓷盤里，在120°C150°C烘干2小時；(5)、將烘干的料料裝入球磨機里，球磨10小時；(6)、將球磨好的料全部過120目篩，篩下料即為成品，之后包裝稱量。全文摘要本發(fā)明涉及一種430不銹鋼用絕緣玻璃介質漿料及其制備方法?，F階段的絕緣玻璃漿料普遍存在熱膨脹系數與發(fā)熱件金屬不匹配的問題，造成使用過程中涂層開裂或脫落的現象；且耐壓能力也相對較差。本發(fā)明的430不銹鋼用絕緣玻璃介質漿料的原料組成及重量配比為BaCO330～80份；Al2O30～10份；CaCO30～10份；SiO240～50份；H3BO30～5份；TiO25～10份；制備步驟為配料→混料→熔煉→淬火→烘干→球磨→過篩→檢驗→稱量包裝。本發(fā)明采用環(huán)保材料，電氣性能優(yōu)良，耐壓能力強，制造成本低，有效解決了絕緣玻璃介質漿料與金屬基體熱膨脹系數不匹配的問題，市場前景良好。文檔編號C03C8/02GK101805125SQ201010122440公開日2010年8月18日申請日期2010年3月11日優(yōu)先權日2010年3月11日發(fā)明者衛(wèi)海民,張志旭,李宏杰,蔣文軍申請人:西安創(chuàng)聯輪德器件有限公司