[发明专利]具有改善的防水性的高膨胀接合玻璃及其应用

说明书

本发明涉及一种具有改善的防水性的接合玻璃，其除了至多杂质外没有PbO，其热膨胀系数α(25‑300)为14×10^‑6K^‑1至17×10^‑6K^‑1，其玻璃化转变温度Tg优选为390℃至430℃，其包含以摩尔％为单位的基于氧化物的以下成分：5‑7的B₂O₃、10‑14的Al₂O₃、36‑43的P₂O₅、15‑22的Na₂O、12.5‑20的K₂O、2‑6的Bi₂O₃和0‑6的R氧化物，其中R氧化物是选自以下组的氧化物：MnO₂和/或SiO₂和/或SnO₂和/或Ta₂O₅和/或Nb₂O₅和/或Fe₂O₃和/或GeO₂和/或CaO。本发明还涉及该接合玻璃的应用。

技术领域

本发明涉及一种具有高的热膨胀的接合玻璃、特别是高膨胀的磷酸盐玻璃，其特别适用于接合由金属、特别是轻金属制成的构件，本发明还涉及与该接合玻璃的接合连接及其应用。根据本发明的接合玻璃相对于现有技术具有改善的防水性。

背景技术

如本领域技术人员已知的那样，各玻璃组分的非晶化合物被理解为玻璃或接合玻璃。在本发明的意义上，可以在其中包含结晶区域。接合玻璃也可称为无机多组分玻璃。除了至多杂质、特别是不可避免的杂质外，接合玻璃不含PbO。杂质可能通过原料组分的自然混合和/或用于制造接合玻璃的装置中的残余物被引入。这些杂质的最大量通常为至多1000ppm、有利地为至多600ppm。PbO不应包括在根据本发明的接合玻璃中，因为PbO被认为是对环境有害的，并且根据本发明的接合玻璃因不存在PbO也应该对由此制造的产品的环境相容性做出贡献。特别有利的是接合玻璃也至多除了杂质外不含BaO。可以规定1000ppm、有利地为500ppm、特别有利地为100ppm，作为BaO杂质的上限。在某些操作条件下，观察到BaO与金属作为接合对象的接触区域，可以削弱接合连接。

接合玻璃的25℃至300℃的线性热膨胀系数α(25-300)为14×10^-6K^-1至17×10^-6K^-1。这使得它适合于尤其是以轻金属生产接合连接，其也具有高的热膨胀系数。优选地，接合玻璃的玻璃化转变温度Tg为390℃至430℃。使用已知方法，技术人员易于测量Tg。与玻璃-金属化合物的生产相关的熔化温度明显更难以确定。它总是高于Tg，对于根据本发明的接合玻璃来说相对较低，因此还允许用于接合通常具有低的熔化温度的轻金属。因为Tg更容易测量，所以Tg用作熔化温度的指示。为了产生接合连接，接合玻璃的熔化温度应低于金属接合对象的熔化温度、特别是低于所用轻金属的熔化温度。

与现有技术相比，根据本发明的接合玻璃具有改善的防水性。如果由此生产的接合连接暴露于环境影响和/或含水物质、如反应载体和/或电解质，则这是特别有利的。当然，这同样适用于水蒸气。

根据本发明的接合玻璃包含以摩尔％为单位的基于氧化物的以下成分：4-8％的B₂O₃或有利地5-7％的B₂O₃、10-14％的Al₂O₃、36-43％的P₂O₅、15-22％的Na₂O、12.5-20％的K₂O、2-6％的Bi₂O₃和总计0-4％的至少一种额外氧化物，其被称为R氧化物。这意味着在根据本发明的接合玻璃中，R氧化物被强制地以大于0％的比例包含在内。

除非另有说明，否则所有含量基于氧化物以摩尔％为单位给出。