<Desc/Clms Page number 1>
Matière Isolante céramique et son application à la fabrication des culots da tubes à électrons.
EMI1.1
Aktiengesellschaft
L'électrotechnique a un besoin croissant en matières isolantes de composition inorganique formées en majorité par des procédés céramiques. En partant comme base de la stéatite on a développé la production de matières en stéatite de meilleure qualité consistant, à l'état de cuisson terminée, en silicate de magnésium cristallisé et se distinguant par une déperdition diélectrique particulièrement basse. On a aussi obtenu des matières à haute constante diélectrique, à base de rutile (dioxyde de titane) et pouvant trouver une importante utilisation comme diélectrique dans la construction des con- densateurs.
<Desc/Clms Page number 2>
Quoique cesmatières répondent dans de nombreux cas complètement aux exigences de la pratique, on estime néanmoin@ encore nécessaire de perfectionner et de réunir dans une seule matière isolante les différents avantages connus.
Selon l'invention on a découvert et enrichi la technique d'un groupe jusqu'à présent inconnu de matières céramiques propres à s'adapter aux conditions plus nombreuses et plus difficiles de la construction des appareils électrophysiques. Il s'agit de matières obtenues en principe par la cuisson d'un mélange d'oxyde de magnésium et de dioxyde de titane et consistant par conséquent principalement ou partiellement en titanate de magnésium. L'oxyde de magnésium - à l'état libre et non sous la forme combinée à l'acide silicique et le dioxyde de titane donnent ensemble des combinaisons
EMI2.1
dans la cuisson céramique. On connait 3es composés Mg0.Ti02; âg0,2.2; 2g0,Ti2 et 3dg2'i02, En raison de sa teneur en dioxyde de titane, cette matière présente une constante diéleetrique assez élevée.
Ainsi une masse de la composition stoechiométrique MgO. TiO2 contient en chiffres ronds 33 parties en poids d'oxyde de magnésium et 67 parties en poids de dioxyde de titane, de telle sorte que la constante diélectrique est déjà un multiple de celle de la porcelaine. Néanmoins il n'est pas absolument nécessaire de choisir la composition de la masse exactement correspondante aux compositions stoechiométriques des titanates de magnésium, au contraire on peut utiliser en excès l'un des deux composants. Si la constante diélectrique doit 8tre élevée, on met dans le mélange un excès de dioxyde de titane, dans l'autre cas un excès d'oxyde de magnésium.
Enfin on peut mettre aussi dans la masse du titanate de magnésium minéral naturel, à condition que les Impuretés naturelles soient maintenues dans des limites admis- sibles.
<Desc/Clms Page number 3>
Les entières en titanate de magnésium mentionnées ci-dessus présentent en m8me temps une grande dureté, une très grande résistance au feu, un bon pouvoir isolant mêuas aux hautes températures, un faible facteur de déperdition diélectrique et une forte constante diélectrique. On doit faire la remarque importante suivante que la dépendance des constantes diélectriques de la température se maintient dans des limites particulièrement étroites.
Le mélange d'oxyde de magnésium et de dioxyde de titane n'est en lui-même que peu plastique. Néanmoins, les procédés à la presse en usage dans les industries céramiques permettent d'obtenir de multiples formes même avec des mélanges peu plastiques ou semi-plastiques. S'il est absolument nécessaire, par exemple pour la fabrication de tubes, de préparer une masse plus plastique, on doit ajouter avec prudence, pour obtenir la plasticité, en quantité la plus petite possible une substance argileuse, de la bentonite ou un autre silicate d'aluminium plastique. Naturellement on peut aussi ajouter sans préjudice des matières auxiliaires organiques.
En raison de la température de formation relativement élevée des titanates de magnésium, il est de plus avantageux ou nécessaire dans certaines circonstances d'ajouter des fondants dans le mélange. Si l'on a recours aux fondants connus sans les choisir particulièrement, les propriétés diélectriques diminuent en général fortement. On obtient les meilleurs résultats en ajoutant d'autres composés alcalino-terreux, de telle sorte que l'on provoque la formation de mélanges, cristallisant facilement, de titanate de magnésium avec du titanate de calcium ou du titanate de baryum,
On peut utiliser du dioxyde de titane, à l'état de rutile, seulement si l'on ne recherche qu'un faible degré pour la pureté de couleur et la valeur des propriétés diélec- triques.
Dans d'autres cas, on doit utiliser un produit chiai-
<Desc/Clms Page number 4>
quement épuré et précipité. Celui-ci peut 8tre utilisé à l'état brut ou aussi à l'état préalablement cuit. L'oxyde de magnésium se présente aussi sous des états différents : hydroxyde, magnésia usta, magnésie calcinée, magnésie fondue, La masse brute doit de préférence avoir une composition telle que le mélange contienne aussi bien des particules comprimées artificiellement que des particules brutes à l'état meuble.
La matière isolante céramique qui fait l'objet de l' invention peut être appliquée d'une manière particulièrement avantageuse pour les culots des tabès électroniques.
Dans la technique moderne des ondes courtes en se sert de matériaux isolants présentant les moindres pertes possibles peur la fabrication des appareils et de leurs éléments. Gemme on le sait, une source importante de pertes provient des tubes électroniques eux-mânes, par le fait que les conducteurs métalliques d'amenée du courant doivent 8tre disposés à coté les uns des autres dans un espace relativement petit.
L'utili- sation en ces points du verre de Quartz ne présentant pratiquement pas de pertes n'est possible que sous certaines conditions, par le fait que, en raison de la grande différence des coefficients de dilatation du quartz et du métal, on@@ ne peut pas obtenir @ar des moyens simples un scellement par fusion étanche au vide pour les fils d'admission du courant.
En conséquence, on a déjà proposé pour les tubes électroniques d'établir les culots en matière isolante céra.. nique consistant principalement en silicate de magnésium.
Les expériences exécutées avec ces matières isolantes ont montré qu'elles ne s'adaptent pas encore à tous les points de vue aux conditions particulières qui se présentent dans l'utilisation des tubes électroniques. En fait, si le mélange dont est composée la matière du culot est appropriée aux conditions de fusion et de scellement des verres usuels, ceci
<Desc/Clms Page number 5>
est préjudiciable aux qualités diélectriques. Au contraire, un culot en matière Isolante à base de silicate de magnésium ne présentant qu'une très faible déperdition et servant à la construction des tubes, nécessite des verres tout à fait spéciaux, dont l'ensemble des propriétés ne s'adapte pas à la construction des tubes électroniques.
En appliquant la nouvelle matière isolante céramique qui fait l'objet de l'invention, on obtient un culot que, d'une part, on peut sans aucune difficulté souder par fusion avec les verres de plomb utilisés dans la construction des tubes électroniques et qui, d'autre part, présente des qualités diélectriques dépassant celles du silicate de magnésium et se rapprochant de celles du verre de quartz.
Le dessin annexé donné à titre d'exemple montre deux formes d'exécution de l'invention.
La fig.l montre un culot établi conformément à l'invention avec une rainure pour le scellement par fusion de l'ampoule de verre.
La fig.2 montre un culot avec un bourrelet servant au même but que la susdite rainure.
Dans l'exemple de la figure 1, le culot 1 en titanate de magnésium comporte en-dessus une rainure 2. Dans cette rainure, l'ampoule de verre 3 est scellée directement ou, à la manière connue, par l'intermédiaire de couches, verres ou glaçures facilement fusibles. On conçoit que les verres intermédiaires doivent être appropriés, relativement à leur dilatation, aux matières à relier ensemble. Ou bien on établit un équilibre complet ou bien, selon des règles connues en céramique, on prend soin que le verre Intermédiai- re subisse un effort de compression après le refroidissement, sur le socle céramique. On introduit par les trous 4 du socle 1 les conducteurs métalliques.
Dans les trous 4 sont disposés
<Desc/Clms Page number 6>
des petits tubes de verre 6 qui, grâce à un soudage par fusion, procurent une fermeture étanche au vide.
Dans l'exemple de la figure 2, on soude par fusion les conducteurs métalliques 8 dans le culot 7 de la même manière qu'à l'exemple de la figure 1. A la partie inférieure, on fixe des pièces de contact 9 dans le culot 7 ; en soude par fusion au culot l'ampoule de verre 10 sur le bourrelet 11, de manière étanche au vide, de préférence avec l'interposition de couches de verre facilement fusibles.
Comme il est dit plus haut, il n'est pas nécessaire de choisir la composition de la matière exactement correspondante aux compositions stoechiométriques des titanates de magnésium, au contraire l'un des deux composants peut étre en excès. Comme une haute teneur en TiO2 augmente la constan- te diélectrique de la matière isolante, ce qui n'est pas désirable pour la présente application, en utilise de préférence des mélanges dans lesquels la quantité de TiO2 est inférieure à celle de MgO, néanmoins la proportion en TiO2 peut atteindre 25 % de la quantité totale de matière.
- REVENDICATIONS -
1- Matières isolantes céramiques caractérisées en ce qu'elles sont obtenues en principe par la cuisson d'un mélange d'oxyde de magnésium et de dioxyde de ti tane et consistant principalement ou partiellement en titanate de magné- sium.