Brevet FR2003534A1 — publié le 19691107

i 2003534 La présente invention se rapporte à des verres pour lignes à retard ultrasonores et en particulier à des verres dont le coefficient de variation du temps de propagation des ondes ultrasonores est faible en fonction de la température» 5 On sait que certains verres peuvent être utilisés pour des lignes à retard pour ultrasons. L'impératif le plus important auquel doivent satisfaire ces verres, consiste en ce que la vitesse du son dans ces verres varie avec la température d'une façon telle que le temps de propagation z du ~on soit constant 10 dans une plage de température d'environ 10 à 53°C, ou encore que la variation relative soit donnée par la relation —6 i. dz 2.10 /°C. En outre, on désire que ces verres présen-£enl^encore les propriétés suivantes : court trajet du son, c'est-à-dire faible vitesse du son, faible amortissement mécanique, 15 effet résiduel réduit, faible masse volumique, bonne aptitude à la réception de couches métalliques soudables et bonne résistance aux agents chimiques. Etant donné que la cuisson de solutions s'est révélée très valable pour l'application de couches métalliques sur le 20 verre et que celui-ci doit dans ce cas être porté à 500°0 et plus, des verres ayant des températures de transformation supérieures à 500°C sont très recherchés. En tant que verres qui présentent un petit coefficient de variation en fonction de la température du temps de propagation 25 des ondes ultrasonores, on connaît jusqu'ici : a) les verres à forte teneur en plomb; ceux-ci sont caractérisés par un faible amortissement (valeur du décrément logarithmique = 0,5 .' 10--0 et par une vitesse transversale du son relativement faible de 2«500 à 2.600 m/s. Les températures de transformation 30 de ces verres se situent toutefois dans une plage de 470 à 480°C, c'est-à-dire par trop inférieure pour la cuisson de couches métalliques. En outre, la masse volumique élevée de ces verres (^■^> 3,6 g/cm3) est un inconvénient, étant donné que le poids de la ligne à retard doit être aussi petit que possible ; 35 b) les verres pauvres en plomb ou exempts de plomb et dont la teneur en titane est supérieure à 2,0 c,o en poids ; ces verres ont une vitesse de son plus grande et un amortissement interne plus élevé. Ceci peut effectivement être intéressant, notamment lorsqu'on peut utiliser, par exemple, des transformateurs à 40 rendement élevé et une couche de soudure à faibles pertes, et 69 06532 2 2003534 lorsqu'en raison de l'amortissement plus élevé (valeur du o décrément logarithmique = 1,0 à 2,5.10 ) les signaux parasites engendrés dans le corps en verre par des réflexions indésirables sont supprimés; toutefois, ces verres présentent déjà des tempé— 5 ratures de transformation (500 à 540*c) qui conviennent beaucoup mieux à une métallisation par cuisson,, On a constaté que des verres renfermant les constituants principaux ci-après : SiO^ 50 à 63# en poids 10 K20 5 à 15# en poids BaO 10 à 25$ en poids ZnO 5 à 12# en poids peuvent être utilisés très avantageusement dans les lignes à retard pour ultra-sonso 15 Ces verres ont un faible coefficient de température affectant le temps de propagation des ondes ultrasonores dont les fréquences appartiennent à la plage des mégaliertzo Ils se caractérisent par un faible amortissement interne (valeur du décrément logarithmique = 0,5 à 1,0.10 ) et par une vitesse du 20 son relativement petite, et leur température de transformation se situe entre 550 et 620#C. En outre, la masse volumique de ces verres est inférieure à celle des verres à forte teneur en oxyde de plomb. Dans les verres conformes à l'invention, on peut 25 par addition de faibles doses de B^O^ ^ ^ en P0^8) déplacer le minimum de la courbe du temps de propagation jusqu*à ce qu'il coïncide avec une température désirée,et cela sans augmenter notablement l'amortissement interne. On peut également remplacer de façon connue une partie du molaire par du Li^O ou du Na,,0, 30 mais cette substitution est plutôt déconseillée pour ne pas influencer négativement l'effet thermique résiduel. En remplaçant des parties de BaO et de ZnO par du PbO jusqu'à concurrence de 18# en poids, on peut donner au verre l'amortissement interne et la température de transformation que l'on désire obtenir. 35 Pour augmenter la résistance aux agents chimique^ on peut remplacer 0 à 2# en poids do BaO par ZrO et/ou TiO^. De plus, 0 à 3# en poids d'Al^O^, O à 2# en poids de Sb^O^, 0 à 2# d'ASgO^, 0 à 3# en poids de V0^9 peuvent être mis en oeuvre pour stabiliser la cristallisation. k0 Le tableau ci-après donne quelques exemples de verres 69 06532 3 2003534 confor2.es a la présente inventio il I Corrcositi QHS Oxydes 1 2 3 4 SiC~ 59,6 57,6 54,9 54,4 B2C3 k2c 3,0 11 ,0 13,G 7,3 8,4 BaO 19,3 12,0 13,8 13,6 ZnO n ^ J * 8,0 8,7 7,6 PbO — 7,1 14,3 15,7 TiO~ As50^. ^ j 0,2 2,0 0,3 0,5 0,5 0,3 Décrément log. 0,7 0,8 0,6 0,5 y trans (m/s) 3093 2934 2880 2838 Temp<>de transforrr.. \°o) 612 579 584 563 Poids spécifique (g/cmS) 2,85 2,9 1 3,13 3,15 v'i::"â£ .1C6/°C s dT (Tel 50°C) 1,2 1,0 1,5 0,9 A p artir ces verre? 1 à 4, or. T1 o .brique des lign?c à retard perniettart de retarder si£r ral o e 64 ricrosecond es en utilisant -les trans f orz at-urs ri écocer o "hase 3 e tit ar.e et ùe ^irconate de plo it. L'influer :ce de 1s te.::-:' / v«-. . i ture sur !" e terr.rs de retard ^ s en nano ■seccr.de? est re r r-' eer.t S ee sur le. fi£ru c. n 1 un et:"; f ri _U-' comme sui j- . u « 0.1 ..eut x....v '' Mêler£e ;-e co t ~"e • • bad original 69 06532 4 2003534 •.cific I-.at« Ire::.0 Irise d'ossci 1 CL , Q -? ^ A_/ -i- /-v c. 9 T s_ 196 zc *7 26 , 51C k£ - 26 ,294 1- - -z 63,418 k£ 27 / O f 1C o Kg ro,c > 4 57 ,854 kg à s2^ G ,721 kg f V - ■* " ^ -2'- - j : -p" '. ■* s V. - > , J Zr.C 7,6 rte 15,7 il S G } 1C Le .-élance scicr-eus&7r.ent ~alaxé est ir.trc.Iu;t à 136C - 1400°: , perdant 1.6 heures environ, car.s un creuset de rlatine (;".r ICC 1) ou encore dans des creusets ou des cuves en cérsr.i:;u9 réfract&ire,, le te~r s d 'affinage est d'environ 14 heures k 1440°C. La température de coulée est de 13CC°C appresisrat ivement. 15 La v:te:se de refroidiesexent veut s'élever arbitrairement à lu0, 7° ou 5°C i.ar heure. Le verre convient tout particul i e-renient à la f-n cri cation continue en cuves "bien connue des spécialistes» Les terçérr-ture s de fusion nécessaires à cet effet doivent être ajus- 2C tées au volur.:e et la vitesse d'écouler.ert désirée doit être choisie selon les "besoins, rcv.r des "blocs eu des "laces tressées. BAD ORIGINAL 69 06532 5 2003534 BEVBSSICATICffS 1» Des verres pour lignes b retard "ultrasonores arec •un f ait le arnortissexent Interne et une température de tr-.i:- s formation se situant entre 5 51. et -20°C, cars-ctérisés par les coir.positi.ons 5 ci-après : SiOg 5C à 53$ en poids B203 0 à 5$ " " K20 5 s 15$ " BaO 10 à 25$ " n 10 SnO 5 à 12f« M " 2„ Des verres suivant la revendication 1, caractérisés par le fait que le BaO et le ZnO sont remplacés par du P"b0 jusqu'à concurrence de 18$ environ. 3. Des verres suivant la revendication 1 ou 2, caracté-15 risés par le fait qu'on remplace en vue d'augmenter la résistance aux agents chimiques, 0 à 2$ en poids de BaO par SrC^ + l'i02. 4o Des verres suivant l'une des revendications précédentes, caractérisés pr^r le fait qu'ils contiennent, pour stabiliser la cristallisation et ajuster à la température désirée le minimum 20 du temps de propagation du son : A120^ 0 à 3f« en poids Sb205 0 à 2$ « " " As203 0 à 2$ " » \-!Cj 0 à 3$ " " 25 * 5. Un verre suivant la revendication 1, caractérisé par la composition ci-après î Si02 59,8$ en poids BP0, 3,0$ " » E?0 11,0$ w " J2~3 C2 30 BaO 19,35» " " ZnO 6,7$ " w As203 0,2$ « " 6. Un verre suivant l'une des revendications de 1 à 3, caractérisé par la composition suivante : 35 Si02 57,6$ en poids K20 13,0$ " » BaO 12,0$ " " ZnO 8,0$ " " PbO 7,1$ " " 40 Ti02 2,0$ " " 69 06532 6 2003534 ÂSpOj 0,3^ en poids» 7o Un verre suivant l'une des revendications 1 2 et 4, caractérisé la conirositicr: ci-arres : SIC- en xoias K~0 C. EaC ZnO PbO 32u3 K / A - -j T,"- £11 ~r. oi 8,4fj IY M 13,6£ 11 H 7,6g If M 15,7£ tl t» 0,3# tl •f BAD ORIGINAL