[go: up one dir, main page]

JP2012111665A - Heat conductive glass, and method for manufacturing the same - Google Patents

Heat conductive glass, and method for manufacturing the same Download PDF

Info

Publication number
JP2012111665A
JP2012111665A JP2010262885A JP2010262885A JP2012111665A JP 2012111665 A JP2012111665 A JP 2012111665A JP 2010262885 A JP2010262885 A JP 2010262885A JP 2010262885 A JP2010262885 A JP 2010262885A JP 2012111665 A JP2012111665 A JP 2012111665A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
glass
thermally conductive
conductive filler
sic
glass frit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2010262885A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Atsuo Yasumori
敦雄 安盛
Atsushi Tada
篤志 多田
Akiko Miyake
明子 三宅
Tomoharu Maeseto
智晴 前背戸
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shinko Pantec Co Ltd
Tokyo University of Science
Original Assignee
Tokyo University of Science
Kobelco Eco Solutions Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tokyo University of Science, Kobelco Eco Solutions Co Ltd filed Critical Tokyo University of Science
Priority to JP2010262885A priority Critical patent/JP2012111665A/en
Publication of JP2012111665A publication Critical patent/JP2012111665A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Ceramic Products (AREA)
  • Glass Compositions (AREA)

Abstract

【課題】グラスライニングにも適用が可能な熱伝導性ガラスであって、熱伝導性に優れ、かつ、ガラスの発泡による膨張が少ない熱伝導性ガラス、及びそのような熱伝導性ガラスの製造方法を提供すること。
【解決手段】熱伝導性フィラーとしてSiCをガラスフリットに添加する場合に、600℃以上720℃未満の温度範囲で焼成する。SiCの表面を酸化処理し、SiO被膜を形成させてもよい。また、熱伝導性フィラーを混合したガラスフリットを、不活性ガス雰囲気下で焼成してもよく、減圧下又は加圧下で焼成してもよい。
【選択図】なし
The present invention relates to a thermally conductive glass that can be applied to a glass lining, has excellent thermal conductivity, and has little expansion due to foaming of the glass, and a method for producing such a thermally conductive glass. To provide.
When adding SiC as a heat conductive filler to a glass frit, firing is performed at a temperature range of 600 ° C. or higher and lower than 720 ° C. The surface of SiC may be oxidized to form a SiO 2 film. The glass frit mixed with the heat conductive filler may be fired in an inert gas atmosphere, or may be fired under reduced pressure or under pressure.
[Selection figure] None

Description

本発明は、熱伝導性に優れ、かつ、ガラスの発泡が少ない熱伝導性ガラス、及びそのような熱伝導性ガラスの製造方法に関する。   The present invention relates to a thermally conductive glass having excellent thermal conductivity and less foaming of the glass, and a method for producing such a thermally conductive glass.

従来のガラスの熱伝導率は約1W/mKであり、金属材料等と比較して熱伝導率が低いため、焼成工程における昇温及び冷却に時間を要することが問題となっていた。ガラスの熱伝導率を向上させる目的で、Al、ZrO等の金属酸化物;Au、Pt等の金属;SiC等の炭化物を、熱伝導性フィラーとしてガラスフリットに混合する方法が知られている。 The conventional glass has a thermal conductivity of about 1 W / mK, which is lower than that of a metal material or the like, so that it takes time to raise and cool in the firing step. For the purpose of improving the thermal conductivity of glass, metal oxides such as Al 2 O 3 and ZrO 2 ; metals such as Au and Pt; carbides such as SiC and the like are mixed with glass frit as thermal conductive fillers. It has been.

例えば、特許文献1には、ガラスセラミックスの耐熱性を向上させるために、Al、ZrO及びMgOからなる群より選択される1種以上のフィラーをガラスフリットに混合することにより、高強度で耐熱性に優れる複合ガラスセラミックスを得ることが開示されている。 For example, in Patent Document 1, in order to improve the heat resistance of glass ceramics, one or more fillers selected from the group consisting of Al 2 O 3 , ZrO 2 and MgO are mixed into a glass frit to increase the heat resistance. It is disclosed to obtain a composite glass ceramic having strength and excellent heat resistance.

特許文献2には、ガラスペースト組成物の熱伝導性を改善し、ガラスフリット内に残存する気泡を抑えるため、バナジウムを主成分とする低融点ガラスフリットに、低融点ガラスフリットより熱伝導率が3.7W/mk以上高いフィラーを配合することが開示されている。   In Patent Document 2, in order to improve the thermal conductivity of the glass paste composition and suppress bubbles remaining in the glass frit, the low melting point glass frit mainly composed of vanadium has a higher thermal conductivity than the low melting point glass frit. It is disclosed that a filler higher than 3.7 W / mk is blended.

特許文献3には、珪石、Al及びAlNからなる群より選択される無機質耐火性粉末を、ガラスフリット100重量%に対して外割で1〜20重量%含有することを特徴とする、上引き用グラスライニング組成物が開示されている。このグラスライニング組成物は、グラス層の薄膜加工を可能にすることにより、熱伝導性を向上させるという。 Patent Document 3 is characterized by containing an inorganic refractory powder selected from the group consisting of silica, Al 2 O 3 and AlN, in an external ratio of 1 to 20% by weight with respect to 100% by weight of the glass frit. A glass lining composition for overcoating is disclosed. This glass lining composition is said to improve thermal conductivity by enabling thin film processing of the glass layer.

特許第4220013号公報Japanese Patent No. 42200113 特開2008−247658号公報JP 2008-247658 A 特開2010−195640号公報JP 2010-195640 A

熱伝導性フィラーの添加によって、ガラスの熱伝導性を向上させる場合に、ガラス中に泡が内包されると空気の熱伝導率が低いことから、熱伝導性フィラーを添加した効果が得られない。酸化物以外の熱伝導性フィラーをガラスフリットに混合する場合には、焼成工程において熱伝導性フィラーの酸化に伴うガス発生により、熱伝導性ガラスが発泡してしまうという問題があった。また、酸化物である熱伝導性フィラーをガラスフリットに混合する場合であっても、焼成工程における気泡の発生をできるだけ抑制し、ガラス表面を平滑に形成することが望まれる。   When the thermal conductivity of the glass is improved by the addition of the thermal conductive filler, the effect of adding the thermal conductive filler cannot be obtained because the thermal conductivity of the air is low if bubbles are included in the glass. . When heat conductive fillers other than oxides are mixed in the glass frit, there is a problem that the heat conductive glass foams due to gas generation accompanying oxidation of the heat conductive filler in the firing step. Further, even when a thermally conductive filler that is an oxide is mixed with a glass frit, it is desired to suppress the generation of bubbles in the firing step as much as possible and form the glass surface smoothly.

しかし、特許文献1に開示されているガラスセラミックスは、焼成温度が1120〜1250℃の高温であり、気泡が発生する可能性が高い。また、特許文献1に開示されているガラスセラミックスは、グラスライニングに適用する場合、1000℃以上の高温では母材金属に歪みが生じるため、焼成することができない。また、特許文献2に開示されているのは基板同士を封着するためのガラスペーストであり、実施例における仮焼成温度は440℃となっている。このような低温では、グラスライニング用のガラスフリットを焼成することはできない。さらに、特許文献3では、グラス層の強度を向上させる結果、グラス層を薄く形成することによって熱伝導率を向上させており、無機質耐火性粉末は、熱伝導性を向上させる目的ではガラスフリットに混合されていない。   However, the glass ceramic disclosed in Patent Document 1 has a high firing temperature of 1120 to 1250 ° C., and there is a high possibility that bubbles are generated. Further, the glass ceramic disclosed in Patent Document 1 cannot be fired when applied to glass lining because the base metal is distorted at a high temperature of 1000 ° C. or higher. Moreover, what is disclosed in Patent Document 2 is a glass paste for sealing substrates together, and the pre-baking temperature in the examples is 440 ° C. At such a low temperature, the glass frit for glass lining cannot be fired. Furthermore, in Patent Document 3, as a result of improving the strength of the glass layer, the thermal conductivity is improved by forming the glass layer thin, and the inorganic refractory powder is applied to the glass frit for the purpose of improving the thermal conductivity. Not mixed.

本発明は、グラスライニングにも適用が可能な熱伝導性ガラスであって、熱伝導性に優れ、かつ、ガラスの発泡による膨張が少ない熱伝導性ガラス、及びそのような熱伝導性ガラスの製造方法の提供を目的とする。   The present invention is a thermally conductive glass that can also be applied to glass lining, has excellent thermal conductivity, and has little expansion due to foaming of the glass, and production of such thermally conductive glass The purpose is to provide a method.

本発明者等は、熱伝導性フィラー(酸化物として使用されているものを除く)の表面に酸化被膜を形成し、酸化被膜を形成した熱伝導性フィラーをガラスフリットに混合すれば、通常の熱伝導性フィラーと異なり、焼成工程において発泡を生じにくいことを見出した。具体的にはSiC表面にSiO被膜を形成し、SiO被膜を形成したSiCを熱伝導性フィラーとしてガラスフリットに混合すれば、通常のSiCと異なり、焼成工程において発泡を生じにくいことを見出した。 If the present inventors form an oxide film on the surface of the thermally conductive filler (except those used as oxides), and mix the thermally conductive filler with the oxide film into the glass frit, It was found that unlike the heat conductive filler, foaming hardly occurs in the firing process. Specifically to form the SiO 2 film on the SiC surface, by mixing the glass frit SiC forming the SiO 2 film as a heat conductive filler, unlike the conventional SiC, found that hardly cause foaming in the baking step It was.

また、熱伝導性フィラーとしてSiCをガラスフリットに混合(添加)する場合、ガラスフリットに20重量%以上60重量%以下の割合で混合し、600℃以上720℃未満の温度範囲で焼成することによって、グラスライニングにも使用し得る熱伝導性ガラスを製造することができることを見出した。   In addition, when SiC is mixed (added) to the glass frit as a thermally conductive filler, it is mixed with the glass frit at a ratio of 20 wt% to 60 wt% and fired at a temperature range of 600 ° C. to less than 720 ° C. It has been found that a thermally conductive glass that can also be used for glass lining can be produced.

また、本発明者等は、熱伝導性フィラーをガラスフリットに混合した後、低酸素状態又は還元性雰囲気下で焼成工程を行うことによっても、発泡を抑制しうることを見出した。   The present inventors have also found that foaming can be suppressed by mixing a thermally conductive filler with glass frit and then performing a firing step in a low oxygen state or a reducing atmosphere.

具体的に、本願第一発明は、
酸素存在下、熱伝導性フィラーを450℃以上1500℃以下の温度範囲で加熱処理する工程Aと、
工程A後の熱伝導性フィラーをガラスフリットに20重量%以上60重量%以下の割合で混合し、焼成する工程Bと、
を有する熱伝導性ガラスの製造方法に関する。
Specifically, the first invention of the present application is
Step A of heat-treating the thermally conductive filler in the temperature range of 450 ° C. or higher and 1500 ° C. or lower in the presence of oxygen;
Step B, in which the thermally conductive filler after Step A is mixed in a glass frit at a ratio of 20 wt% to 60 wt% and fired,
It is related with the manufacturing method of the heat conductive glass which has this.

例えば、熱伝導性フィラーであるSiCについては、800℃以上1500℃以下、より好ましくは900℃以上1500℃以下の温度範囲で加熱処理することにより、SiC表面が酸化され、SiO被膜が形成される。表面が酸化物であるSiO被膜によって被覆されたSiCは、熱伝導性フィラーとしてガラスフリットに20重量%以上60重量%以下の割合で混合した場合、通常の焼成温度で焼成しても、熱伝導性フィラーに由来する気泡がガラス中に生じにくい。 For example, for SiC, which is a thermally conductive filler, heat treatment is performed at a temperature range of 800 ° C. or higher and 1500 ° C. or lower, more preferably 900 ° C. or higher and 1500 ° C. or lower, whereby the SiC surface is oxidized and a SiO 2 film is formed. The SiC coated with a SiO 2 film whose surface is an oxide, when mixed at a ratio of 20 wt% to 60 wt% with a glass frit as a thermally conductive filler, Bubbles derived from the conductive filler are less likely to occur in the glass.

ここで、熱伝導性フィラーは、SiCに限定されず、TiC、ZnC、TaC、WC、BN、AlN、TaN、TiN、ZrN又はSiなども使用し得る。 Here, the thermally conductive filler is not limited to SiC, and TiC, ZnC, TaC, W 2 C, BN, AlN, TaN, TiN, ZrN, Si 3 N 4, or the like can also be used.

なお、本発明の「ガラスフリット」は、上引きグラスライニング用のガラスフリットとして使用し得るガラスフリットを意味する。   In addition, the “glass frit” of the present invention means a glass frit that can be used as a glass frit for an overcoating glass lining.

上記製造方法においては、焼成時間は10分以上4時間以下とすることが好ましい。熱伝導性フィラーの表面に酸化被膜を形成するという観点からは、4時間焼成すれば十分に表面が酸化されるため、必要以上に加熱する必要はない。   In the said manufacturing method, it is preferable that baking time shall be 10 minutes or more and 4 hours or less. From the viewpoint of forming an oxide film on the surface of the thermally conductive filler, the surface is sufficiently oxidized if baked for 4 hours, so that it is not necessary to heat more than necessary.

本願第二発明は、
熱伝導性フィラー(例えばSiC)をガラスフリットに20重量%以上60重量%以下の割合で混合し、600℃以上720℃未満の温度範囲で焼成することを特徴とする、熱伝導性ガラスの製造方法に関する。
The second invention of the present application is
Heat conductive filler (for example, SiC) is mixed with glass frit at a ratio of 20 wt% or more and 60 wt% or less, and is fired at a temperature range of 600 ° C. or higher and lower than 720 ° C. Regarding the method.

ガラスフリットに対してこのような割合でSiCを熱伝導性フィラーとして混合し、かつ、600℃以上720℃未満の温度範囲で焼成すれば、ガラスの熱伝導性を向上させつつ、ガラスに気泡が発生することを抑制し得る。なお、グラスライニングとして施工する観点からは、焼成温度が680℃以上であることが好ましい。   If SiC is mixed as a heat conductive filler in such a ratio with respect to the glass frit and fired in a temperature range of 600 ° C. or higher and lower than 720 ° C., bubbles are formed in the glass while improving the heat conductivity of the glass. Generation | occurrence | production can be suppressed. In addition, it is preferable that a baking temperature is 680 degreeC or more from a viewpoint of constructing as glass lining.

本願第三発明は、
熱伝導性フィラーをガラスフリットに混合した後、不活性ガス雰囲気下で焼成することを特徴とする、熱伝導性ガラスの製造方法に関する。
The third invention of the present application is
The present invention relates to a method for producing a heat conductive glass, characterized in that a heat conductive filler is mixed with a glass frit and then fired in an inert gas atmosphere.

熱伝導性フィラー、特に酸化物以外の熱伝導性フィラーをガラスフリットに混合した後、通常の焼成工程を行えば、ガラスに気泡が発生しやすいが、不活性ガス雰囲気下で焼成することにより、熱伝導性フィラーに由来する気泡がガラス中に生じにくい。   After mixing a thermally conductive filler, particularly a thermally conductive filler other than an oxide, into a glass frit, if a normal firing step is performed, bubbles are likely to be generated in the glass, but by firing in an inert gas atmosphere, Bubbles derived from the thermally conductive filler are less likely to occur in the glass.

本願第四発明は、
熱伝導性フィラーをガラスフリットに混合した後、減圧下又は加圧下で焼成することを特徴とする、熱伝導性ガラスの製造方法に関する。
The fourth invention of the present application is
The present invention relates to a method for producing a thermally conductive glass, characterized in that a thermally conductive filler is mixed with glass frit and then fired under reduced pressure or under pressure.

熱伝導性フィラー、特に酸化物以外の熱伝導性フィラーをガラスフリットに混合した後、通常の焼成工程を行えば、フィラーの発泡によりガラス中に気泡が内包されやすいが、減圧下で焼成することにより、発生した気泡を脱泡し、ガラス中に内包されるのを抑制し得る。熱伝導性フィラーが酸化物である場合にも、減圧下で焼成することにより、ガラスフリット中に混入している空気を脱泡し、ガラス中に内包されるのを抑制し得る。また、減圧下における脱泡が困難な場合には、加圧下で焼成することによって内包された気泡径を小さくし、内包された気泡による熱伝導率の悪化を抑制し得る。   After mixing a thermally conductive filler, especially a thermally conductive filler other than an oxide, into a glass frit, if a normal firing process is performed, bubbles are likely to be included in the glass due to foaming of the filler, but firing under reduced pressure. Thus, the generated bubbles can be defoamed and suppressed from being encapsulated in the glass. Even when the thermally conductive filler is an oxide, the air mixed in the glass frit can be defoamed and entrapped in the glass by firing under reduced pressure. Moreover, when degassing under reduced pressure is difficult, the bubble diameter contained by making it baked under pressure can be made small, and the deterioration of the thermal conductivity by the bubble included can be suppressed.

なお、本願第三発明及び本願第四発明は、SiC、TiC、ZrC、TaC、WC、AlN、BN、TaN、TiN、ZrN又はSiのような非酸化物である熱伝導性フィラーの他、Al、ZrO、MgO、ZnO又はTiOのような酸化物である熱伝導性フィラーを使用する場合にも、泡の内包を抑制することが可能である。 The third invention of the present application and the fourth invention of the present application are nonconductive oxides such as SiC, TiC, ZrC, TaC, W 2 C, AlN, BN, TaN, TiN, ZrN, or Si 3 N 4 . In addition to the filler, when using a thermally conductive filler that is an oxide such as Al 2 O 3 , ZrO 2 , MgO, ZnO, or TiO 2 , inclusion of bubbles can be suppressed.

本発明によれば、熱伝導性を向上させつつ、気泡の発生による膨張が少なく、表面が平滑なガラスを製造することが可能である。   According to the present invention, it is possible to produce glass having a smooth surface with less expansion due to the generation of bubbles while improving thermal conductivity.

SiC/グラス複合材ペレットを840℃まで昇温する工程における外観写真であり、(a)は実施例1、(b)は実施例2、(c)は比較例1である。It is an external appearance photograph in the process which heats up SiC / glass composite material pellet to 840 degreeC, (a) is Example 1, (b) is Example 2, (c) is Comparative Example 1. FIG. SiC/グラス複合材ペレットを1時間焼成した後の外観写真であり、(a)は実施例3、(b)は比較例2である。It is the external appearance photograph after baking a SiC / glass composite material pellet for 1 hour, (a) is Example 3, (b) is the comparative example 2. FIG. ガラスフリットに対するSiC混合量とガラスの熱伝導率との関係を表すグラフである。It is a graph showing the relationship between the SiC mixing amount with respect to a glass frit, and the thermal conductivity of glass. 実施例3〜5のガラスの断面SEM写真である。It is a cross-sectional SEM photograph of the glass of Examples 3-5.

本発明の実施の形態について、実施例に基づいて説明する。なお、本発明は、以下の記載に限定されない。   Embodiments of the present invention will be described based on examples. The present invention is not limited to the following description.

(低温焼成)
[実施例1]
上引きグラスライニング用のガラスフリットに、熱伝導性フィラーとしてSiC(キシダ化学株式会社、カーボランダム#400)を20重量%混合した。このSiC/グラス複合材のスラリーを直径12mm、高さ20mmのアクリル製円筒型に注入し、60℃で6時間乾燥させることでペレットを形成した。このペレットを電気炉内に入れ、電気炉内を毎分10℃の昇温率で600℃まで昇温した。なお、カーボランダム#400は、最大粒子径(dv−0値)が75μm;累積高さ3%の粒子径(dv−3値)が58μm以下;累積高さ50%の粒子径(dv−50値)が30.0±2.0μm;累積高さ94%の粒子径(dv−94値)が20μm以上である。
(Low temperature firing)
[Example 1]
20% by weight of SiC (Kishida Chemical Co., Ltd., Carborundum # 400) as a heat conductive filler was mixed with the glass frit for the top-coated glass lining. The SiC / glass composite slurry was poured into an acrylic cylindrical mold having a diameter of 12 mm and a height of 20 mm, and dried at 60 ° C. for 6 hours to form pellets. The pellets were put in an electric furnace, and the temperature in the electric furnace was increased to 600 ° C. at a rate of 10 ° C. per minute. Carborundum # 400 has a maximum particle size (dv-0 value) of 75 μm; a particle size of 3% cumulative height (dv-3 value) of 58 μm or less; a particle size of 50% cumulative height (dv-50) Value) is 30.0 ± 2.0 μm; the particle size (dv-94 value) at a cumulative height of 94% is 20 μm or more.

[実施例2]
焼成温度を700℃とした以外、すべて実施例1と同様の操作を行った。
[Example 2]
The same operation as in Example 1 was performed except that the firing temperature was 700 ° C.

[比較例1]
電気炉内で840℃とした以外、すべて実施例1と同様の操作を行った。
[Comparative Example 1]
The same operation as in Example 1 was performed except that the temperature was 840 ° C. in the electric furnace.

図1(a)〜(c)は、設定温度における実施例1、実施例2及び比較例1のペレットの外観写真をそれぞれ示す。ペレットの直径は当初12mmであり、実施例1及び実施例2では、ペレットの直径は、焼成の前後でほとんど変化していなかった。   1 (a) to 1 (c) show photographs of the appearances of pellets of Example 1, Example 2 and Comparative Example 1, respectively, at a set temperature. The pellet diameter was initially 12 mm, and in Example 1 and Example 2, the pellet diameter was hardly changed before and after firing.

一方、比較例1では、炉内の温度が730℃以上になると、SiCの酸化よる発泡によってペレットが膨張し始め、840℃まで昇温した後、1時間焼成したペレットは、直径が28mmになった。   On the other hand, in Comparative Example 1, when the temperature in the furnace reached 730 ° C. or higher, the pellets started to expand due to foaming due to oxidation of SiC, and after being heated to 840 ° C., the pellets fired for 1 hour had a diameter of 28 mm. It was.

[実施例3]
焼成温度を680℃として実施例1と同様に毎分10℃の昇温率で680℃まで昇温し、1時間保持したところ、ペレットはほとんど膨張しないことが確認された。
[Example 3]
When the firing temperature was 680 ° C., the temperature was raised to 680 ° C. at a temperature increase rate of 10 ° C. per minute in the same manner as in Example 1, and when it was held for 1 hour, it was confirmed that the pellet hardly expanded.

[実施例4]
焼成温度を700℃とした以外、すべて実施例3と同様の操作を行ったところ、ペレットはほとんど膨張しないことが確認された。
[Example 4]
When the same operation as in Example 3 was performed except that the firing temperature was set to 700 ° C., it was confirmed that the pellet hardly expanded.

このように焼成温度を600〜840℃の範囲で変化させたところ、600℃以上720℃未満の範囲であれば、ペレットがほとんど膨張しないことが確認された。また、焼成温度が600℃以上720℃未満である場合、焼成時間が1時間では、ペレットがほとんど膨張せずに、また、焼成ガラスとして使用できることが確認された。なお、グラスライニングとして焼成する場合、発泡を抑制しつつ、なるべく低温で焼成する観点から、680℃以上700℃以下で焼成することが好ましい。   As described above, when the firing temperature was changed in the range of 600 to 840 ° C, it was confirmed that the pellet hardly expands in the range of 600 ° C or higher and lower than 720 ° C. Further, when the firing temperature was 600 ° C. or higher and lower than 720 ° C., it was confirmed that the pellets could hardly be expanded and used as a fired glass when the firing time was 1 hour. In addition, when baking as glass lining, it is preferable to baking at 680 degreeC or more and 700 degrees C or less from a viewpoint of baking as low temperature as possible, suppressing foaming.

(SiCの前処理)
[実施例5]
SiCを、電気炉を用いて1500℃で1時間加熱し、SiC表面にSiO被膜を形成させた。この前処理を行ったSiCを、上引きグラスライニング用のガラスフリットに、熱伝導性フィラーとして20重量%混合した。このSiC/グラス複合材を、実施例1と同様のペレットに形成し、電気炉内で720℃、1時間焼成した。
(SiC pretreatment)
[Example 5]
SiC was heated at 1500 ° C. for 1 hour using an electric furnace to form a SiO 2 film on the SiC surface. This pretreated SiC was mixed with a glass frit for overcoating glass lining as a heat conductive filler by 20% by weight. This SiC / glass composite was formed into the same pellets as in Example 1 and baked in an electric furnace at 720 ° C. for 1 hour.

[比較例2]
SiCを前処理しないこと以外、すべて実施例5と同様の操作を行った。
[Comparative Example 2]
All the same operations as in Example 5 were performed except that SiC was not pretreated.

図2(a)及び(b)は、実施例5及び比較例2の焼成開始1時間後のペレットの外観写真をそれぞれ示す。焼成後の実施例5のペレットにもガラスの膨張は認められたが、膨張の程度は小さかった。   2 (a) and 2 (b) show photographs of the appearance of pellets of Example 5 and Comparative Example 2 one hour after the start of firing, respectively. Although expansion of the glass was also observed in the pellets of Example 5 after firing, the degree of expansion was small.

一方、焼成後の比較例2のペレットは、ガラスが大きく膨張した。また、焼成後の比較例2のペレットは、ガラス中の気泡量が非常に多く、レーザーフラッシュ法によって熱伝導率を測定することが不可能であった。   On the other hand, in the pellet of Comparative Example 2 after firing, the glass expanded greatly. Moreover, the pellet of Comparative Example 2 after firing had a very large amount of bubbles in the glass, and it was impossible to measure the thermal conductivity by the laser flash method.

[実施例6]
上引きグラスライニング用ガラスフリットへの前処理SiC混合量を40重量%とする以外、すべて実施例5と同様の操作を行った。
[Example 6]
All the same operations as in Example 5 were performed except that the pretreatment SiC mixed amount in the glass frit for overcoating glass lining was 40% by weight.

[実施例7]
上引きグラスライニング用ガラスフリットへの前処理SiC混合量を60重量%とする以外、すべて実施例5と同様の操作を行った。
[Example 7]
All the same operations as in Example 5 were performed except that the pretreatment SiC mixed amount in the glass frit for overcoating glass lining was 60% by weight.

[比較例3]
上引きグラスライニング用ガラスフリットに前処理SiCを混合しないこと以外、すべて実施例3と同様の操作を行った。
[Comparative Example 3]
The same operation as in Example 3 was performed except that the pretreated SiC was not mixed with the glass frit for top-coated glass lining.

図3は、実施例5〜7及び比較例3の焼成後のペレットについて、レーザーフラッシュ法によって熱伝導率を測定した結果を表すグラフである。SiC混合量0,20,40及び60重量%は、それぞれ比較例3、実施例5、実施例6及び実施例7を示している。前処理したSiCの混合量が増加するにつれて、ガラスの熱伝導率は上昇する傾向が認められた。   FIG. 3 is a graph showing the results of measuring the thermal conductivity of the fired pellets of Examples 5 to 7 and Comparative Example 3 by the laser flash method. The SiC mixing amounts of 0, 20, 40, and 60% by weight indicate Comparative Example 3, Example 5, Example 6, and Example 7, respectively. As the pretreated SiC content increased, the thermal conductivity of the glass tended to increase.

図4(a)及び(b)は、それぞれ実施例5及び6のガラスの断面SEM写真である。図4(b)に示される実施例6のガラス程度の気泡が内包されていても、グラスライニング用途としての実用性があると判断された。   4 (a) and 4 (b) are cross-sectional SEM photographs of the glasses of Examples 5 and 6, respectively. Even if air bubbles of about the glass of Example 6 shown in FIG. 4B were included, it was judged that there was practicality as a glass lining use.

なお、SiCを900℃、1200℃及び1400℃で、1時間又は4時間加熱する前処理を施した後、実施例5〜7と同様に上引きグラスライニング用ガラスフリットに添加したところ、実施例5〜7と同様に発泡を抑制しつつ、ガラスの熱伝導率が上昇する傾向が認められた。   In addition, after performing the pre-processing which heats SiC at 900 degreeC, 1200 degreeC, and 1400 degreeC for 1 hour or 4 hours, when adding to the glass frit for overcoating glass lining similarly to Examples 5-7, Example The tendency for the thermal conductivity of glass to rise was recognized, suppressing foaming similarly to 5-7.

(不活性ガス雰囲気下における焼成)
酸化物でない熱伝導性フィラーは、焼成時に空気中の酸素と反応して酸化物に変化する。その際、ガスが発生し、発生したガスによってガラスが発泡する原因となる。このため、熱伝導性フィラーをガラスフリットに混合した後、不活性ガス雰囲気下で焼成すれば、熱伝導性フィラーが酸素と反応して酸化物に変化することを防止し得る。
(Baking in an inert gas atmosphere)
A thermally conductive filler that is not an oxide reacts with oxygen in the air during firing and changes to an oxide. At that time, gas is generated, and the generated gas causes foaming of the glass. For this reason, if the heat conductive filler is mixed with the glass frit and then fired in an inert gas atmosphere, the heat conductive filler can be prevented from reacting with oxygen and changing to an oxide.

不活性ガスとしては、窒素ガス、ヘリウムガス、ネオンガス、アルゴンガス等を使用し得る。   Nitrogen gas, helium gas, neon gas, argon gas, etc. can be used as the inert gas.

(減圧下または加圧下における焼成)
熱伝導性フィラーをガラスフリットに混合した後、減圧下で焼成することにより、発生した気泡を脱泡し、ガラス中に内包されるのを抑制し得る。熱伝導性フィラーが酸化物である場合にも、減圧下で焼成することにより、ガラスフリットとフィラー間に混入している空気を脱泡し、ガラス中に内包されるのを抑制し得る。また、減圧下で脱泡が困難な場合には、加圧下で焼成することによって内包された気泡径を小さくし、内包された気泡による熱伝導率の悪化を抑制し得る。
(Baking under reduced pressure or under pressure)
After mixing the heat conductive filler into the glass frit, firing is performed under reduced pressure, thereby degassing the generated bubbles and suppressing inclusion in the glass. Even when the thermally conductive filler is an oxide, the air mixed between the glass frit and the filler can be degassed and suppressed from being encapsulated in the glass by firing under reduced pressure. Moreover, when defoaming is difficult under reduced pressure, the bubble diameter contained can be made small by baking under pressure, and the deterioration of the heat conductivity by the bubble included can be suppressed.

減圧下で焼成工程を行う場合、0.1〜1000Paという圧力範囲となるように減圧することが好ましい。一方で、加圧下で焼成工程を行う場合、0.2〜1MPaという圧力範囲となるように加圧することが好ましい。   When performing a baking process under reduced pressure, it is preferable to reduce pressure so that it may become a pressure range of 0.1-1000 Pa. On the other hand, when performing a baking process under pressure, it is preferable to pressurize so that it may become a pressure range of 0.2-1 Mpa.

本発明の熱伝導性ガラス、及びその製造方法は、ガラスの耐食性が求められ、かつ、昇温及び冷却効率が求められるグラスライニング製品等の分野において、有用である。   The thermally conductive glass of the present invention and the method for producing the same are useful in the fields of glass lining products and the like that require corrosion resistance of the glass and require temperature rise and cooling efficiency.

Claims (8)

熱伝導性フィラーを酸素存在下、450℃以上1500℃以下の温度範囲で加熱処理する工程Aと、
工程A後の熱伝導性フィラーをガラスフリットに20重量%以上60重量%以下の割合で混合し、焼成する工程Bと、
を有する熱伝導性ガラスの製造方法。
Step A of heat-treating the thermally conductive filler in the temperature range of 450 ° C. to 1500 ° C. in the presence of oxygen;
Step B, in which the thermally conductive filler after Step A is mixed in a glass frit at a ratio of 20 wt% to 60 wt% and fired,
The manufacturing method of the heat conductive glass which has this.
熱伝導性フィラーが、SiC、TiC、ZnC、TaC、WC、BN、AlN、TaN、TiN、ZrN又はSiのいずれか1つであることを特徴とする、請求項1記載の熱伝導性ガラスの製造方法。 The heat-conductive filler is any one of SiC, TiC, ZnC, TaC, W 2 C, BN, AlN, TaN, TiN, ZrN, or Si 3 N 4 according to claim 1. A method for producing thermally conductive glass. 前記工程Aが10分以上4時間以下である、請求項1又は2に記載の熱伝導性ガラスの製造方法。   The manufacturing method of the heat conductive glass of Claim 1 or 2 whose said process A is 10 minutes or more and 4 hours or less. 熱伝導性フィラーをガラスフリットに20重量%以上60重量%以下の割合で混合し、600℃以上720℃未満の温度範囲で焼成することを特徴とする、熱伝導性ガラスの製造方法。   A method for producing a heat conductive glass, comprising mixing a heat conductive filler in a glass frit at a ratio of 20 wt% or more and 60 wt% or less and firing at a temperature range of 600 ° C. or more and less than 720 ° C. 熱伝導性フィラーが、SiC、TiC、ZnC、TaC、WC、BN、AlN、TaN、TiN、ZrN又はSiのいずれか1つであることを特徴とする、請求項4記載の熱伝導性ガラスの製造方法。 The thermal conductive filler is any one of SiC, TiC, ZnC, TaC, W 2 C, BN, AlN, TaN, TiN, ZrN, or Si 3 N 4 , according to claim 4. A method for producing thermally conductive glass. 熱伝導性フィラーをガラスフリットに混合した後、不活性ガス雰囲気下で焼成することを特徴とする、熱伝導性ガラスの製造方法。   A method for producing a thermally conductive glass, comprising mixing a thermally conductive filler into a glass frit and then firing in an inert gas atmosphere. 熱伝導性フィラーをガラスフリットに混合した後、減圧下又は加圧下で焼成することを特徴とする、熱伝導性ガラスの製造方法。   A method for producing a thermally conductive glass, comprising: mixing a thermally conductive filler into a glass frit and then firing under reduced pressure or under pressure. 表面にSiO被膜が形成されているSiCをガラスフリットに20重量%以上60重量%以下の割合で含有することを特徴とする、熱伝導性ガラス。 A thermally conductive glass characterized in that SiC having a SiO 2 coating formed on the surface thereof is contained in a glass frit at a ratio of 20 wt% to 60 wt%.
JP2010262885A 2010-11-25 2010-11-25 Heat conductive glass, and method for manufacturing the same Pending JP2012111665A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010262885A JP2012111665A (en) 2010-11-25 2010-11-25 Heat conductive glass, and method for manufacturing the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010262885A JP2012111665A (en) 2010-11-25 2010-11-25 Heat conductive glass, and method for manufacturing the same

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2012111665A true JP2012111665A (en) 2012-06-14

Family

ID=46496302

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2010262885A Pending JP2012111665A (en) 2010-11-25 2010-11-25 Heat conductive glass, and method for manufacturing the same

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2012111665A (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105693097A (en) * 2015-03-26 2016-06-22 王双喜 High-thermal-conduction low-temperature sealing glass powder
JP2016188396A (en) * 2015-03-30 2016-11-04 株式会社神鋼環境ソリューション Thermally conductive glass lining, thermal conductive glass lining structure and thermal conductive glass lining construction method
CN113772637A (en) * 2021-10-18 2021-12-10 青海大学 A kind of nanocomposite material integrating heat conduction and wave absorption and preparation method thereof
CN116002960A (en) * 2022-12-23 2023-04-25 中建材玻璃新材料研究院集团有限公司 Preparation method of heat-conducting flexible glass substrate

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61146735A (en) * 1984-12-19 1986-07-04 Fujitsu Ltd Glass/ceramic manufacturing method

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61146735A (en) * 1984-12-19 1986-07-04 Fujitsu Ltd Glass/ceramic manufacturing method

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105693097A (en) * 2015-03-26 2016-06-22 王双喜 High-thermal-conduction low-temperature sealing glass powder
JP2016188396A (en) * 2015-03-30 2016-11-04 株式会社神鋼環境ソリューション Thermally conductive glass lining, thermal conductive glass lining structure and thermal conductive glass lining construction method
CN113772637A (en) * 2021-10-18 2021-12-10 青海大学 A kind of nanocomposite material integrating heat conduction and wave absorption and preparation method thereof
CN113772637B (en) * 2021-10-18 2023-04-28 青海大学 Nanocomposite integrating heat conduction and wave absorption and preparation method thereof
CN116002960A (en) * 2022-12-23 2023-04-25 中建材玻璃新材料研究院集团有限公司 Preparation method of heat-conducting flexible glass substrate
CN116002960B (en) * 2022-12-23 2024-03-12 中建材玻璃新材料研究院集团有限公司 Preparation method of heat-conducting flexible glass substrate

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5468448B2 (en) High zirconia refractories and melting kilns
JP2012111665A (en) Heat conductive glass, and method for manufacturing the same
JP6386801B2 (en) Alumina fusion cast refractory and method for producing the same
CN110903074A (en) High-temperature oxidation-resistant coating on surface of silicon carbide substrate and preparation method thereof
CN103342547A (en) Method for preparing high-density fused quartz ceramic
CN108515174B (en) High-temperature oxidation resistant W-Cr-Ti composite material
JP6223287B2 (en) Graphite crucible and manufacturing method thereof
JP4503339B2 (en) High zirconia electroformed refractories and manufacturing method thereof
CN205619764U (en) A compound crucible for aluminium liquid
CN107937790A (en) A kind of alumina-based ceramic metal material and preparation method thereof
JP5122593B2 (en) MoSi2 powder, method for producing the powder, heating element using the powder, and method for producing the heating element
JP4299155B2 (en) Oxidation-resistant coating method for carbon / carbon composite materials
CN111992707A (en) Building heat-insulation metal foam and preparation method thereof
JP4090767B2 (en) Heat-generating material mainly composed of MoSi2 having a low oxygen diffusible glassy coating
TWI333939B (en) Corrosion-resistant member and producing method thereof
JP2000351679A (en) Method for producing porous silicon carbide body and porous silicon carbide body
JP6309526B2 (en) Carbon material and jig for heat treatment using the carbon material
JP2016007634A (en) Aluminum-silicon carbide composite and method for producing the same
JP2001210452A (en) Silicon carbide heating element, heater for manufacturing float glass comprising the silicon carbide heating element, and method for manufacturing float glass using the heater
JP4368230B2 (en) Method for fixing boron compound and boron diffusion source
KR20180081642A (en) Method for manufacturing the reaction bonding silicon nitride
TW201002417A (en) Method of coating protective layer on crucible for crystal growth
JP4658523B2 (en) Oxidation-resistant composite material
JP5931516B2 (en) Method for manufacturing molten aluminum contact member
CN119419309A (en) A sealing material for solid oxide fuel cells and its preparation method and application

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20130909

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821

Effective date: 20130909

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20140423

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20140513

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20140916