專利名稱：金屬氧化物避雷器用無鉛封接玻璃的制備方法
技術領域：
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：
金屬氧化物避雷器的關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，從而使其殘壓值下降，導致避雷器保護性能變差，嚴重時會造成開裂等故障。為了保證避雷器的安全運行，預防故障發(fā)生，采用低熔無鉛封接玻璃材料，對氧化鋅電阻片之間空隙進行密封封接，防止潮濕的空氣進入，起到保護氧化鋅電阻片的作用，使避雷器使用壽命提高，達到安全可靠的運行的目的。
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PbO-B2O3-SiO2金屬氧化物避雷器用封接玻璃，該封接玻璃的PbO含量大于70(wt)％，其絕緣電阻高，封接溫度在500℃左右。另外，V2O5封接玻璃包括V2O5-P2O5，V2O5-TeO2等，該封接玻璃可以在400℃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-Sb2O3-PbO-TlO封接玻璃，該封接玻璃與Al2O3陶瓷外殼，經(jīng)過-55～150℃熱沖擊，反復1000次不破裂。
目前金屬氧化物避雷器用封接玻璃采用的是PbO-B2O3-SiO2系統(tǒng)封接玻璃，其中PbO的含量大于70(wt)％；以上所涉及的V2O5封接玻璃中常加入P2O5，TeO2，PbO等低熔點的物質(zhì)，加入P2O5可以降低V2O5封接玻璃的軟化溫度，但同時也降低了V2O5封接玻璃的化學穩(wěn)定性，加入TeO2，PbO證明可以充分降低V2O5系統(tǒng)玻璃的軟化溫度，但是TeO2，PbO對環(huán)境具有非常大的污染，而且歐盟各國，美國，日本等國均頒布了明確禁止生產(chǎn)和使用含Pb，Cd，Hg，Tl等電器與電子設備的法律法規(guī)，并提出了取代含Pb，Cd，Hg，Tl等電器與電子設備的最后期限。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有的技術的缺點，提供了一種制備工藝簡單，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。
為達到上述目的，本發(fā)明采用的技術方案是首先，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原料進行熔制，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)明的V2O5由分析純的五氧化二釩引入，B2O3由分析純的硼酸引入；ZnO由分析純的氧化鋅引入，添加物P2O5，Bi2O3，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1000～1100℃熔化后球磨成玻璃粉，通過試驗，該封接玻璃可以在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行匹配封接，封接強度高。
具體實施例方式
實施例1首先，按質(zhì)量百分比將25％的V2O5，23％的B2O3，48％的ZnO和4％的MO3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行熔制，熔制溫度為1050℃，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，V2O5由分析純的五氧化二釩引入，B2O3由分析純的硼酸引入；ZnO由分析純的氧化鋅引入，添加物MO3由分析純的三氧化鉬引入。
實施例2首先，按質(zhì)量百分比將25％的V2O5，18％的B2O3，48％的ZnO，3％的P2O5，2％的Bi2O3，3％的MO3和1％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行熔制，熔制溫度為1100℃，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，將冷卻后的玻璃放入球磨罐中球磨，將球磨后的玻璃過300目篩即可。其中，V2O5由分析純的五氧化二釩引入，B2O3由分析純的硼酸引入；ZnO由分析純的氧化鋅引入，添加物P2O5，Bi2O3，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。
實施例3首先，按質(zhì)量百分比將28.5％的V2O5，24％的B2O3和47.5％的ZnO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行熔制，熔制溫度為1000℃，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，V2O5由分析純的五氧化二釩引入，B2O3由分析純的硼酸引入；ZnO由分析純的氧化鋅引入。
實施例4首先，按質(zhì)量百分比將30％的V2O5，18％的B2O3，45％的ZnO，1％的P2O5，3％的Bi2O3，1％的MO3和2％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行熔制，熔制溫度為1020℃，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，V2O5由分析純的五氧化二釩引入，B2O3由分析純的硼酸引入；ZnO由分析純的氧化鋅引入，添加物P2O5，Bi2O3，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。
實施例5首先，按質(zhì)量百分比將20％的V2O5，22％的B2O3，55％的ZnO和3％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行熔制，熔制溫度為1080℃，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，V2O5由分析純的五氧化二釩引入，B2O3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。
實施例6首先，按質(zhì)量百分比將20％的V2O5，20％的B2O3，50％的ZnO，10％的Bi2O3，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行熔制，熔制溫度為1030℃，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，V2O5由分析純的五氧化二釩引入，B2O3由分析純的硼酸引入；ZnO由分析純的氧化鋅引入，添加物Bi2O3由分析純的三氧化二鉍引入。
實施例7首先，按質(zhì)量百分比將22％的V2O5，19％的B2O3，52％的ZnO，1％的P2O5，5％的MO3和1％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行熔制，熔制溫度為1060℃，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，將冷卻后的玻璃放入球磨罐中球磨，將球磨后的玻璃過300目篩即可。其中，V2O5由分析純的五氧化二釩引入，B2O3由分析純的硼酸引入；ZnO由分析純的氧化鋅引入，添加物P2O5，MO3，BaO分別由分析純的磷酸二氫銨，三氧化鉬，碳酸鋇引入。
實施例8首先，按質(zhì)量百分比將23％的V2O5，21％的B2O3，46％的ZnO，5％的Bi2O3和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行熔制，熔制溫度為1050℃，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，將冷卻后的玻璃放入球磨罐中球磨，將球磨后的玻璃過300目篩即可。其中，V2O5由分析純的五氧化二釩引入，B2O3由分析純的硼酸引入；ZnO由分析純的氧化鋅引入，添加物Bi2O3和BaO分別由分析純的三氧化二鉍和碳酸鋇引入。
在使用時將本發(fā)明的封接玻璃粉與有機粘結劑(醋酸丁脂)進行混合，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℃以下進行封接即可，此外，試驗表明在1000v下測量封接玻璃的室溫電阻率均大于1014Ω·m。
權利要求
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V2O5由分析純的五氧化二釩引入，B2O3由分析純的硼酸引入；ZnO由分析純的氧化鋅引入，添加物P2O5，Bi2O3，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。
3.根據(jù)權利要求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V2O5，23％的B2O3，48％的ZnO和4％的MO3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行熔制，熔制溫度為1050℃，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，V2O5由分析純的五氧化二釩引入，B2O3由分析純的硼酸引入；ZnO由分析純的氧化鋅引入，添加物MO3由分析純的三氧化鉬引入。
4.根據(jù)權利要求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V2O5，18％的B2O3，48％的ZnO，3％的P2O5，2％的Bi2O3，3％的MO3和1％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行熔制，熔制溫度為1100℃，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，將冷卻后的玻璃放入球磨罐中球磨，將球磨后的玻璃過300目篩即可，其中，V2O5由分析純的五氧化二釩引入，B2O3由分析純的硼酸引入；ZnO由分析純的氧化鋅引入，添加物P2O5，Bi2O3，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。
5.根據(jù)權利要求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V2O5，24％的B2O3和47.5％的ZnO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行熔制，熔制溫度為1000℃，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，V2O5由分析純的五氧化二釩引入，B2O3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V2O5，18％的B2O3，45％的ZnO，1％的P2O5，3％的Bi2O3，1％的MO3和2％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行熔制，熔制溫度為1020℃，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，V2O5由分析純的五氧化二釩引入，B2O3由分析純的硼酸引入；ZnO由分析純的氧化鋅引入，添加物P2O5，Bi2O3，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。
7.根據(jù)權利要求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V2O5，22％的B2O3，55％的ZnO和3％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行熔制，熔制溫度為1080℃，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，V2O5由分析純的五氧化二釩引入，B2O3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V2O5，20％的B2O3，50％的ZnO，10％的Bi2O3，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行熔制，熔制溫度為1030℃，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，V2O5由分析純的五氧化二釩引入，B2O3由分析純的硼酸引入；ZnO由分析純的氧化鋅引入，添加物Bi2O3由分析純的三氧化二鉍引入。
9.根據(jù)權利要求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V2O5，19％的B2O3，52％的ZnO，1％的P2O5，5％的MO3和1％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行熔制，熔制溫度為1060℃，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，將冷卻后的玻璃放入球磨罐中球磨，將球磨后的玻璃過300目篩即可，其中，V2O5由分析純的五氧化二釩引入，B2O3由分析純的硼酸引入；ZnO由分析純的氧化鋅引入，添加物P2O5，MO3，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V2O5，21％的B2O3，46％的ZnO，5％的Bi2O3和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行熔制，熔制溫度為1050℃，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，將冷卻后的玻璃放入球磨罐中球磨，將球磨后的玻璃過300目篩即可，其中，V2O5由分析純的五氧化二釩引入，B2O3由分析純的硼酸引入；ZnO由分析純的氧化鋅引入，添加物Bi2O3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V
文檔編號C03C8/24GK1807312SQ20061004162
公開日2006年7月26日 申請日期2006年1月10日 優(yōu)先權日2006年1月10日
發(fā)明者郭宏偉, 劉新年, 高檔妮 申請人:陜西科技大學