Brevet FR2363172A1 — publié le 19780324

La présente invention concerne les émaux pour les circuits magnétiques réalisée en acier électrotechnique. Les circuits magnétiques susmentionnés trouvent une application dans les industries électronique, radiotechnique et électrotechnique. A l'heure actuelle on connait un émail pour les circuits magnétiques réalisés en acier électrotechnique composé de Si02, B203, Al2O3, TiO2, NiO, Na2O, Fe2O3, CuO et ZnO, le rapport des composants constituant émail étant le suivant:(% en poids) SiO2 31 à 33 B2O3 24 à 24,8 A1203 21,3 à 23 TiO 0,55 à 0,60 NiO 2,6 à 2,7 Na20 10,8 à il, 2 Fe2O3 jusqu'à 0,5 CuO 1,6 à 1,7 ZnO 2,1 à 2,7 L'émail précité contient de 21,3 à 23 % en poids d'oxyde d'aluminium.L'introduction de Al2O3 en grandes quantités dans les émaux du système SiO2 - B203 - Na2O provoque un abaissement brusque de la résis- tance spécifique de l'émail, et il en résulte que les paramètres électro- magnétiques des circuits magnétiques deviennent pires. Les propriétés diélectriques de A1203 ne se manifestent que dans les émaux non-alcalins. Les oxydes NiO et CuO sont utilisés dans l'émail connu en tant qu'oxydes de cohésion. Ces oxydes, ne sont pas suffisamment efficace; étant donné qu'ils ne peuvent pas assurer une bonne adhérance de l'émail à l'acier. En outre, dans certains ca@ ces oxydes peuvent provoquer un abaissement des paramètres électromagnétiques des circuits mangétiques. Vu les inconvenients susmentionnés, l'émail connu n'a pas trouvé d'application industrielle. Le but de la présente invention est de remédie aux. inconvenient précités. A cette fin, l'invention vise à introduire dans la composition de émail contenant SiO2, B203, A1203, R20, où R est un métal alcalin des composants tels, avec un rapport tel des composants précités, que l'on obtient un émail qui a de bonnes propriétés diélectriques et, par conséquent, améliore les paramètres électromagnétiques des circuits magnétiques, adhère bien à l'acier électrotechnique en assurant ainsi l'intégrité des circuits magnétiques et peut trouver une application industrielle. Selon l'invention, ce problème est résolu du fait que l'émail proposé contient aussi, outre les composants susmentionnés, les oxydes CaO et Co203, le rapport des composants constituant l'émail étant le suivant (% en poids) SiO2 36 à 48 B203 25 à 30 Al2O3 7 à 12 CaO 6 à 12 R2O 7 à 12 Co2O3 0,8 à 2,5 L'émail propos peut aussi contenir de 0,01 à 0,5 % en poids de Fe2O3 en tant qu'impureté pénétrant dans la composition de l'émail à partir des matières premières. La présence dans la composition de l'émail proposé de l'oxyde de calcium et de l'oxyde de cobalt assure une bonne adhérence de l'émail à l'acier électrotechnique. Gracie aux rapports susmentionnés des composants constituant l'émail, les propriétés diélectriques dudit émail deviennent meilleures et, par conséquent, les paramètres électromagnétiques des circuits magnétiques et l'adhérence de l'émail à l'acier électrotechnique sont améliorés d'où il résulte que l'intégrité des circuits magnétiques est aussi améliorée. L'émail proposé est obtenu de manière suivante. On procdde tout d'abord à la préparation de la charge. En tant que composants de la charge sont utilisées les matières suivantes 1) sable quartzeux ou bioxyde de silicium pur; 2) acide borique; 3) alumine ou oxyde d'aluminium pur; 4) craie ou carbonate de calcium pur; 5) protoxyde ou oxyde de cobalt technique ou pur; 6) matières premières, la source de R20 a) carbonate de sodium; b) salpêtre de sodium; c) salpêtre de potasse; d) potasse; e) carbonate de lithium. La teneur de la charge en composants est déterminée par la teneur de l'émail en oxydes. Les composants de la charge sont dosés, malaxés et cuits dans des fours tournants ou à sole à une température de 1400 à 1500 C jusqu'à pénétration complète. On soumet l'émail cuit au frittage en le versant à travers une crépine dans l'eau ou en le faisant passer entre des cylindres. Ensuite, l'émail fritté est séché et, au moyen d'un broyeur vibrant, est broyé jusqu'a l'obtention de la mouture sèche d'une finesse égale à 99 % de fractions passant par un tamis à 10 000 ouvertures par 1 cm2. La mouture mouillée de la fritte peut aussi être utilisée A partir de l'émail broyé on prépare une suspension aqueuse de densité comprise entre 1,4 et 2 g/cm Ensuite, sur une bande d'acier électrotechnique, est appliqué le revêtement en émail obtenu à partir de la suspension aqueuse. L'épaisseur du revêtement varie entre 8 et 30 en fonction de l'épaisseur de la bande.Le revêtement appliqué est fixé sur la bande d'acier par un procédé de fusion ou de séchage. La bande portant à ses surfaces le revêtement est ensuite utilisée pour la fabrication des circuits magnétiques suivant un procédé de technologie connue. Les exemples données ci-après de composition de la charge et de l'émail, de même que les caractéristiques techniques de l'émail et des circuits magnétiques pour la préparation desquels on a utilisé l'émail proposé, feront mieux comprendre la réalisation de la présente invention. Exemple 1 Composition de la charge (parties en poids) (pour 100 parties en poids de l'émail) sable quartzeux 47,4 acide borique 51,3 alumine 8,36 craie 12,8 carbonate de sodium 5,75 salpêtre de sodium 14,4 oxyde de cobalt 2.05 142,06 Composition de l'émail (% en poids) SiO2 46,5 B203 28,0 Al2O3 8,0 CaO 7,0 Na2O 8,0 Co2O3 2,0 F2O3 0,5 100,0 Caractéristiques techniques de l'émail et des circuits magnétiques: coefficient de dilatation linéaire de l'émail (a), degrés -l 6,1 10-6 stabilité thermique selon Douglas (# T), C 189 constante diélectrique de lèmail (#) 6,46 température d'étalement complet d'une goutte, C 860 880 pertes spécifiques dans le circuit magnétique, W/kg - à une fréquence d'oscillations comprise entre 400 et 1.000 Hz 14 a 15 - A une fréquence d'oscillations égale à 50 Hz 1,5 à 2,2 Les propriétés d'adhérence de l'émail sont bonnes. Lors de la courbure d'une bande faite en acier électrotechnique et portant le revêtement d'émail autour d'une broche ayant un diamètre de 10 mm,l'émail ne s'écaille pas. Aux essais de choc des circuits magnétiques la séparation de l'émail et de la bande d'acier n'a pas lieu, c'est-à-dire que l'intégrité des circuits magnétiques est complètement conservée. Exemple 2 Conposition de la charge (parties en poids) (pour 100 parties en poids de l'émail) sable quartzeux, débarrassé de Fe203 46,2 acide borique 51,31 alumine 8,49 craie 13,03 salpêtre de sodium 13,71 carbonate de sodium 8,57 oxyde de cobalt 2,2 143,51 Composition de l'émail (7. en poids) SiO2 45,0 B2O3 28,0 A1203 8,0 CaO 7,0 Na20 10,0 Co2O3 2,0 100,0 Caractéristiques techniques de l'émail et des circuits magnétiques coefficient de dilatation linéaire de l'émail (a) degrés-1 7,1.10-6 stabilité thermique selon Douglas (#T), C 162 constante diélectrique de l'émail (S) 6,686 température d'étalement complet d'une goutte 860 à 880 pertes spécifiques dans le circuit magnétique, w/kg - à une fréquence d'oscillations comprise entre 400 et 1000 Hz 14 à 15 - à une fréquence d'oscillations égale à 50 Hz 1,5 à 2,2. L'émail ayant une composition précitée est caractérisé par une bonne adhérence à la bande réalisée en acier électrotechnique, comme l'émail décrit dans l'exemple 1. Exemple 3 Composition de la charge (parties en poids) (pour 100 parties en poids de l'email) sable quartzeux, débarrassé de Fe203 44,0 acide borique 51,3 alumine 8,36 craie 12,8 salpêtre de sodium 10,96 carbonate de sodium 13,68 oxyde de cobalt 2,05 143,15 composition de émail (% en poids) SiO2 43,0 B2O3 28,0 A1203 8,0 CaO 7,0 Na20 12,0 Co2O3 2,0 100,0 Caractéristiques tehcniques de l'émail et des circuits magnétiques coefficient de dilatation linéaire de l'émail (a), degrés 7,47.10 6 stabilité thermique selon Douglas (#T), C 154 constante diélectrique de l'émail (#) 6,961 température d'étalement complet d'une goutte, C 860 à 870 pertes spécifiques dans le circuit magnétique:: - à une fréquence d'oscillations comprise entre 400 et 1000 Hz, W/kg 14 à 16 L'émail ayant une composition précitée est caractérisé par de bonnes propriétés d'adhérence et adhere bien à la bande réalisée en acier électrotechnique, comme a l'émail décrit dans l'exemple 1, Exemple 4 Composition de -la charge (parties en poids) (pour 100 parties en poids de l'émail) sable quartzeux, débarrassé de Fe203 43,0 acide borique 49,84 alumine 8,0 craie 12,46 potasse 2,95 carbonate de sodium 10,26 salpêtre de sodium 10,96 protoxyde de cobalt 139,29 Composition de l'émail (X en poids) SiO2 43,0 B2O3 28,0 Al2O3 8,0 CaO 7,0 K2O 2,0 Na2O 10,0 Co2O3 2,0 100,0 Caractéristiques techniques de l'émail et des circuits magnétiques coefficient de dilatation linéaire de l'émail (&alpha;;), -1 -6 degrés 7,61.10 stabilité thermique selon Douglas (LT, C 152 température d'étalement complet d'une goutte 890 à 910 constante diélectrique de l'émail (8 ) 7,0 pertes spécifiques dans le circuit magnétique: - à une fréquence d'oscillations égale à 50 Hz, W/kg 1,5 à 2,2 L'émail ayant la composition précitée est caractérisé par de bonnes propriétés d'adhérence à la bande réalisée en acier électrotechnique comme l'émail décrit dans l'exemple 1. Exemple 5 Composition de la charge (parties en poids) (pour 100 parties en poids de l'émail) sable quartzeux 48,1 acide borique 53,4 alumine 7,0 craie 10,68 carbonate de sodium 6,84 salpêtre de sodium 8,22 oxyde de cobalt 2,5 136,74 Composition de l'émail (% en poids) SiO2 47,49 13203 30,0 Al2O3 7,0 CaO 6,0 Na20 7,0 Co2O3 2,5 Fe203 0,01 100,0 Caractéristiques techniques de l'émail et des circuits magnétiques: coefficient de dilatation linéaire de l'émail (a), degrés-1 5,9 . 10-6 stabilité thermique de l'émail selon Douglas (#T), C 194 température d'étalement complet d'une goutte, C 920 constante diélectrique de l'émail (fu ) 5,997 pertes spécifiques dans le circuit magnétique à une fréquence d'oscillations comprise entre 400 et 1000 Hz, W/kg 15 à 18 Les propriétés d'adhérence de l'émail sont bonnes.A la courbure de la bande réalisée en acier électrotechnique portant le revêtement d'émail autour d'une broche ayant le diamètre égal à 10 inni l'émail ne s'écaille pas. Aux essais de choc des circuits magnétiques la séparation de l'émail et de la bande d'acier n, a pas lieu et l'intégrité des circuits magnétiques est complètement conservée. Exemple 6 Composition de la charge (parties en poids) sable quartzeux 37,5 acide borique 46,28 alumine 12,0 craie 21,36 salpêtre de sodium 10,96 carbonate de lithium 4,94 carbonate de sodium 10,26 oxyde de cobalt 1,5 144,80 Composition de l'émail (Z en poids) SiO2 36,0 B2O3 26,0 Al2O3 12,0 CaO 120 Na2O 10,0 Li20 2,0 Co2O3 1,5 Fe203 0,5 100,0 Caractéristiques techniques de l'émail -et des circuits magnétiques: coefficient de dilatation linéaire de l'émail (a) degrés-1 8,049.10-6 stabilité thermique de l'émail selon Douglas (#T), OC 143 constante diélectrique de l'émail (#) 7 36 température d'étalement complet d'une goutte, OC 910 pertes spécifiques en watts dans le circuit magnétique à une fréquence d'oscillations égale à 50Hz 1,5 à 2,3. L'émail ayant la composition précitée possède de bonnes propriétés d'adhérence à la bande réalisée en acier électrotechnique comme décrit dans l'exemple 1. Exemple 7 Composition de la charge (parties en poids) (pour 100 parties en poids de l'émail) sable quartzeux, débarrassé de Fe203 46,2 acide borique 49,84 alumine 8,0 craie 12,49 salpêtre de sodium 13,71 carbonate de sodium 8,57 oxyde de cobalt 0,8 139,61 Composition de l'émail (% en poids) SiO2 46,2 B2O3 28,0 A1203 8,0 Ca0 7 > 0 Na2O 10,0 Co2O3 0,8 100,0 Caractéristiques techniques de l'émail et des circuits magnétiques coefficient de dilatation linéaire de l'émail (a) degrés-1 7,1.10-6 stabilité thermique de l'émail selon Douglas (#T), C 162 température d'étalement complet d'une goutte, C 860 à 880 constante diélectrique de l'émail (#) 6,686 pertes spécifiques dans le circuit magnétique, W/kg : : - à une fréquence d'oscillations comprise entre 400 et 1000Hz 14 à 17 - à une fréquence d'oscillations égale à 50 Hz 1,5 à 2,2. L'émail ayant la composition précitée possède de bonnes propriétés d'adhérence à la bande réalisée en acier électrotechnique comme l'émail décrit dans l'exemple 1. R E V E N D I C A T I O N S 1. Email pour les circuits magnétiques réalisés en acier électrotechnique contenant Si02, B203, Al2O3, R20 où R est un métal alcalin, caractérisé en ce qu'il contient aussi CaO et Co2O3 et en ce que le rapport des composants constituant l'émail est le suivant (%) en poids SiO2 36 à 48 B203 25 à 30 Al2O3 7 à 12 CaO 6 à 12 R2O 7 à 12 Co2O3 0,8 à 2,5. 2. Email selon la revendication I, caractérisé en ce qu'il contient aussi de 0,01 à 0,5% en poids de Fe2O3.