Brevet FR2012721A1 — publié le 19700320

Pour les hyperfréquenees, on utilise jusau'à présent des grenats et des ferrites qui n'ont pas une bonne stabilité thermique et dont le Coefficient de rémanence" est faible. Par"coefficient de rémanence", on entend le quotient de l'aimantation rémanente 5 M par l'aimantation de saturation M obtenue à température am— i S biante dans un champ de 10 000 Oe. Les matériaux types utilisés jusqu'à présent ont un coefficient de rémanence inférieur à 0,7 et, typiquement, l'aimantation rémanente à 70°C ne représente que 90 % ou moins de l'aimantation rémanente correspondante à 20°C. 10 Pour que des matériaux soient acceptables comme ferrites pour hyperfréquenees, il faut qu'ils ne subissent que des pertes magnétiques de champ et que des pertes diélectriques faibles. Des matériaux convenables typiques suivant l'invention présentent des pertes magnétiques de champ faibles, variant entre 0,05 et 0,4 db et 15 des pertes diélectriques de 0,4 à 0,8 db, telles que mesurées dans un changeur de phase hélicoïdal à bande de 1550 à 5200 Mc/s. Les grenats, ayant des valeurs 4comparables actuellement utilisés pour les hyperfréquenees ont des coefficients de rémanence inférieur à 0,7 et une stabilité thermique médiocre : à 70°C, 20 leur aimantation rémanente tombe à 90 $ ou moins de la valeur-qu' elle présente à température ambiante. Par la faiblesse des pertes magnétiques de champ et diélectriques, les matériaux suivant 1* invention sont comparables à de tels grenats. Par contre, le prix de revient des ferrites est inférieur à celui des grenats de ter-25 res rares. Les ferrites suivant l'invention sont de formule : Ll+0,5 (1 + x - y)Pe3+ 2,5 - 0,5 (3x + y) - zTl4xCu.2y ^z °4 où x est compris entre 0,1 et 1,0 et, mieux, entre 0,6 et 0,9 ; y est compris entre 0,01 et 0,4 et, mieux entre 0,05 et 0,2 ; 30 z est compris entre 0,01 et 0,3 et, mieux, entre 0,05 et 0,1. Les états de valences indiqués sont théoriquement corrects, bien qu'il puisse apparaître pendant élaboration de la ferrite un certain décalage par rapport aux valeurs exactes indiquées ; toutefois, la formule chimique, telle qu'indiquée par les nombres 35 portés en suffixes, demeure correcte. Pour la mise en oeuvre de l'invention, on commence par mélanger ensemble les matériaux, tels que définis ci-dessus, dans un broyeur à boulets, en présence d'un liquide convenable tel qu'alcool BAD ORIÇ1NAL 69 22913 2 2012721 ou eau, pour obtenir un mélange intime. On calcine ensuite le mélange à l'air, à une température d'environ 900°C, puis on le repasse au broyeur à boulets en présence d'un liquide convenable et on le mélange avec un liant orga^nique. On met ensuite par compres-5 sion la poudre résultante sous la forme désirée et l'on opère une cuisson sous atmosphère d'oxygène à une température de 1000 à 1300°C, pendant plusieurs heures. On ramène ensuite le matériau à température ambiante et il est prêt à être utilisé, le chauffage et le refroidissement s'opèrent sous atmosphère d'oxygène. 10 Les exemples ci-dessous, non limitatifs, illustrent divers modes préférés de mise en oeuvre de l'invention : TirPiMPTYRi I Lig Y^e^ 2Mn0 05°4 àe comPos:i-'*'ion L-21-68 On pèse les produits chimiques suivants et on les mélange à de l'alcool, pendant 16 heures, dans un broyeur à boulets en acier. 15 Poids Pourcentage Pe203 176,3 g 49,5 Li2C03 46,7 g 13,2 ÏSnC03 10,4 g 2,9 Ti02 94,3 g 26,7 20 CuO 26,9 g 7,7 On calcine ensuite le mélange à 900°C pendant quatre heures. Après calcination, on repasse le mélange au broyeur à boulets en acier, en présence d'alcool, pendant seize heures. Après ce second broyage, on mélange la poudre avec un liant organique et on 25 la passe au tamis à maille de 250 p. : on comprime 7,5 g de la poudre résultante dans une matrice cylindrique de 13,97 mm de diamètre en appliquant une force totale de 2,27 t. On répète le processus pour obtenir un second cylindre identique. On forme aussi par compression un tore de 12,7 mm de diamètre extérieur en appliquant 30 une force totale dë 2,27 t. On chauffe lentement les deux cylindres et le tore à"315°C pendant trente heures, pour éliminer le liant par combustion. On porte ensuite le four à 1115°C, sous pression dteygène d'une at-mosyphère, on le maintient à cette température pendant cinq heures, 35 puis on le ramène à température ambiante (20°C), aussi sous pression d'oxygène d'une atmosphère. L'étude des cylindres et du tore décrits révèle les propriétés magnétiques importantes suivantes : BAD ORIQÎNAL 69 22913 3 2012721 Perte diélectrique : 0,67 db ) perte d'insertion à l'état de ré-Perte magnétique : 0,0 db ) manence dans un déphaseur hélicoï- ) dal à bande de 1550 à 5200 Mc/s. 41TMS aimantation de saturation à 10 000 Oe : 437 gauss 5 4 frMp (rémanence) : 340 gauss M/Mg : 0,78 Point de curie : 275°C Pourcentage de baisse de M (rémanence) au chauffage de 20°C à 70°C : 7 % 10 Force coercitive : 4,2 Oe EXEMPLE II Lig Q5'Fe-i 2Ti0 8^u0 1^0 05°4 de comP°si"tion L-21-70 On pèse les produits chimiques suivants : Poids Pourcentage Pe2°3 162,8 g 46,5 Li2C03 53,0 g 15,3 SfaC03 10,4 g 3,0 Tiô2 107,8 g 31,4 CuO 13,4 g 3,8 20 On prépare deux cylindres et un tore en cette composition en procédant exactement comme décrit dans l'Exemple I. Les proriétés magnétiques importantes mesurées sont indiquées ci-dessous : Perte diélectrique : 0,51 db Perte magnétique : 0,05 db 25 4 "h" M : 287 gauss 4 7TMr : 211 gauss VMs : °'7° Point de Curie : 226°C Pourcentage de baisse de Mr au chauffage de 20°C à 70°C : 5 $ 30 Force coercitive : 3,0 Oe EXEMPLE III LiO,875Pel ,225Ti0,8Cu0,05Mn0,05°4 de L-21-75/F576 On pèse les produits chimiques suivants : 69 22913 4 2012721 Poids Pourcentage Li2C03 lfciC03 Ti02 CuO 166,2 g 48 54,5 g 15,8 10,4 g 3,1 107,8 g 31,2 6,7 g 1,9 On prépare deux cylindres et un tore en cette composition en procédant exactement comme décrit dans l'Exemple I. Les propriétés magnétiques importantes mesurées sont les suivantes : 10 Perte diélectrique : 0,54 db Perte magnétique : 0,0 db 47T M_ : 330 gauss S 47rMr ; 237 gauss VMs 5 °>72 15 Point de Curie : 236°C Pourcentage de baisse de Mr au chauffage de 20°C à 70°C : 7 # Force coercitive : 2,8 Oe EXEMPLE IV En procédant suivant l'Exemple I, on prépare encore les autres 20 compositions suivantes î Lin EXEMPLE V Ll0,75P® 1,54TlO, 6Cu0,1 ^0,01 °4 EXEMPLE VI 25 Li0,8îl1f6ïi0,6°4 EXEMPLE VII EXEMPLE VIII 30 EXEMPLE IX LiO,65Pe1,25*^0,4Ti0,7°4 EXEMPLE X Ll0, 5Pe1,1 ^0, 7Tl0,7°4 BAD ORIGINAL 69 22913 5 2012721 REVENDICATIONS 1. Ferrite pour hyperfréquenees ayant la composition moléculaire suivante : Ll+0,5(1 + x - y)*®2^5 - 0,5 (3* + y) - z11^0*2^3^ 5 où x est compris entre 0,1 et 1 ; y est compris entre 0,01 et 0,4 et z est compris entre 0,01 et 0,3. 2. Ferrite selon la revendication 1, caractérisée en ce que î x est compris entre 0,6 et 0,9 ; y est compris entre 0,05 et 0,2 et z est compris entre 0,05 et 0,1. 10 3. Ferrite pour hyperfréquenees selon la revendication 1, ca ractérisée en ce qu'elle a sensiblement, en pourcentage^ en poids, la composition suivante : Pourcentage Pe203 49,5 15 Li2C03 13,2 MnC03 2,9 Ti02 26,7 CuO 7,7 4. Ferrite pour hyperfréquenees selon la revendication 1, ca~ 20 ractérisée en ce qu'elle a sensiblement, en pourcentages, en poids, la composition suivante : Pourcentage Fe203 46,5 Li2C03 15,3 25 MnC03 3,0 Ti02 31,4 CuO 3,8 5. Ferrite pour hyperfréquenees selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle a sensiblement, en pourcentage, en poids, 30 la composition suivante : Pourcentage Fe203 .48 Li2C03 . 15,8 S6iC03 3,1 35 Ti02 • 31,2 CuO 1,9