BE682846A - - Google Patents

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BE682846A
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Description

  

   <Desc/Clms Page number 1> 
 



  "Verres à faible coefficient d'expansion thermique." 1)omande de Brevet déposée aux   U,S,A,   le 21 juin   1965   sous le n' 465.699 au nom de Monsieur   Nils   Tryggve Emanuel   Alfredsson   BAAK, 
La présente invention est relative à de nouvelles compositions de verre et, plus particulièrement, il des compositions de verre à faible coefficient d'expansion thermique et à point de fusion rela- tivement bas, 
Peu de verres pressentent un coefficient d'expansion thermique qui se rapproche de zéro à des températures comprises entre 0 et   300 C,   En outre, dôme lorsqu'on dispose de verres à coefficient d' expansion therr,-que relativement faible, un problème sérieux réside        fréquemment   dans le fait que les masses,

   servant à la réalisation de ces   verre',,   fondent très difficilement, même à des températures 

 <Desc/Clms Page number 2> 

 d'environ 1700 C. 



   L'invention vise donc à procurer des compositions de verre pré- sentant des propriétés et des caractéristiques souhaitables. 



   Un objet de la présente invention est de procurer des composi- tions de verre présentant un   coefficient .d'expansion   thermique relati- vement faible. 



   Un autre objet de   la   présente invention est de procurer des com- positions de verre présentant un coefficient d'expansion thermique relativement faible et de bonnes aptitudes à la fusion. 



   En outre, l'invention vise à procurer des verres à base de sill- ce et d'oxyde de titane qui présentent une bonne résistance aux chocs thermiques et qui fondentdes températures   relativement   basses. 



   De plus, l'invention vise à procurer des compositions silice- oxyde de titane présentant des propriétés souhaitables, de manière qu'elles soient appropriées à de nombreux buts d'utilisation. 



   Un autre objet de l'invention est de procurer des verres silice- oxyde de titane présentant de faibles coefficients d'expansion thermi- que et une résistance élevée aux chocs thermiques, de   manière   qu'ils soient appropriés aux appareils optiques. 



   Un autre objet de l'invention est également de procurer des ob- jets fabriqués à partir dos nouvelles compositions de verre silice- oxyde de titnne et présentant   des/propriétés     souhaitables.   



   En outre, un autre objet de la présente invention est de procu- rer des appareils optiques présentant des propriétés et   caractéristi-   ques souhaitables. 



   Afin d'atteindre les objets énumérés plus haut, la présente   in-   vention propose des compositions de verre présentant certaines pro- priétés et caractéristiques de haute valeur, réalisées à base de   si-   lice et d'oxyde de titane auxquels on ajoute des oxydes d'aluminium ou de bore ou les deux. 



   Conformément à la présente invention, les compositions de verre contiennent du Si02 en une quantité de 60 à 94 moles %, du Ti02 en une quantité de 1,5 à 22 moles :, du B2O3 en une quantité de 0 à 18 moles % et du A12O3 en une quantité de 0   à   10 moles %, basés sur la, totalité de la composition qui contient, au moins, soit du B2O3 soit 

 <Desc/Clms Page number 3> 

 du A12O3. 



   Conformément à la présente invention, les compositions de verre . sont du système silice-oxyde de titane-oxyde de bore (SiO2-TioO2-B2O3) dans lequel la silice est présente en une quantité de 60 à 94 moles %, l'oxyde de titane en une quantité de 1,5 à 22 moles % et l'oxyde de bore en une quantité de 0,1 à 18 moles %, basés sur la totalité de la composition. 



   De plus, la présente invention prévoit des compositions de verre du système silice-oxyde de titane-alumine (SiO2-TioO2-A12O3) dans le- quel la silice est présente en une quantité de 60 à 94 moles   %,   1' oxyde de titane en une quantité de 1,5 à 22 moles % et l'alumine en une quantité de 2 à 10 moles %. 



   En outre, la présente invention réside en un système silice- oxyde de titane-alumine (SiO2 - TiO2 - A12O3) dans lequel la silice est présente en une quantité de 84 à 86 moles %, l'oxyde de titane en une quantité de 8 à 11 moles % et l'alumino en une quantité de 5 à 7 moles %, basés sur la totalité de la composition. 



   La présente invention prévoit également des verres du système silice-oxyde de titane-oxyde de bore-alumine (SiO2-TioO2-B2O3-A12O3). 



   Dans ce dernier système, la silice est présente en une quantité de   68 à   87 moles :, l'oxyde de titane en une quantité de 1,5 à 22 moles %, le B2O3 en une quantité de 4 à 14 moles % et le A12O3 en une   quan-   tité de 2 à 10 Mies :. 



   D'autres objets, caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description qui suit. 



   Les compositions de verre conformes   à   la présente invention pré- sentent des caractéristiques extrêmement souhaitables grâce à un faible coefficient d'expansion thermique linéaire et à une tempéra- turc de fusion relativement basse. Jusqu'à présent, des verres pré'- sentant un coefficient d'expansion thermique qui se rapproche de   zéro 3   des températures comprises entre 0 et   300 C,   étaient relative- nent peu nombreux et, en outre, la plupart de ces verres à faible coefficient d'expansion thermique connus présentaient une fluidité relativement faible, de manière que les paraisons utilisées pour obtenir ces verres, fondaient très difficilement à des températures 

 <Desc/Clms Page number 4> 

 acceptables. 



   Les verres   cnformes   à la présente invention sont très avanta- geux pour de nombreux buts et objets utiles. En raison de leurs pro- priétés excellentes, les verres conformes à la présente invention sont particulièrement appropriés pour des appareils optiques où il est essentiel de pouvoir disposer de matières à faible coéfficient d' expansion thermique. Les verres, conformes à la présente invention, sont plus particulièrement appropriés à la fabrication de miroirs à faible coefficient d'expansion thermique, qui sont utilises pour les télescopes et appareils similaires.

   En outre, les verres conformes à la présente invention sont avantageux en tant que base pour des circuits   imprimés   où un faible coéfficient d'expansion thermique est essentiel ainsi que pour des indicateurs de niveau et les équi- pements de laboratoires. 



   La présente invention prévoit des compositions de verre conte- nant au moins trois des composants suivants dans les quantités indi- quées, basées sur la totalité de la composition : 
 EMI4.1 
 
<tb> Composants <SEP> Moles <SEP> %
<tb> 
<tb> SiO2 <SEP> 60-94
<tb> 
<tb> 
<tb> TiO2 <SEP> 1. <SEP> 5-22
<tb> 
<tb> 
<tb> B2O3 <SEP> 0-18
<tb> 
<tb> 
<tb> A12O3 <SEP> 0-10
<tb> 
 et ces verres sont caractérises par de faibles coefficients d'expan- sion thermique linéaires. Les compositions proférées sont celles dans lesquelles la somme du SiO2+ TiO2 est au moins de 80 moles %. 



   Parmi les verres décrits ci-dessus sont compris ceux, extrême- ment avantageux, du système silice-oxyde de titane-oxyde de bore, contenant los composants suivants dans les quantités indiquées, ba- sées sur la totalité de la composition : 
 EMI4.2 
 
<tb> Composants <SEP> Moles <SEP> %
<tb> 
<tb> SiO2 <SEP> 60-94
<tb> 
<tb> TiO2 <SEP> 1.5-22
<tb> 
<tb> B2O3 <SEP> 0,1-18
<tb> 
 
Les compositions préférées sont celles dans lesquelles la som-   me du SiO2 + TiO2 est au moins de 80 moles %, tandis que la somme    

 <Desc/Clms Page number 5> 

 du B2O3 + TiO2 est au mins de 5 moles   %.   



   Suivant une autre caractéristique de la présente invention, les compositions de verre à faible coefficient d'expansion thermique du système silice-oxyde de titane-alumine contiennent les composants suivants dans les quantités   indiqu6es,   basées sur la totalité de la composition : 
 EMI5.1 
 
<tb> Composants <SEP> Moles
<tb> 
<tb> SiO2 <SEP> 60-94
<tb> 
<tb> TiO2 <SEP> 1,5-22
<tb> 
<tb> A12O3 <SEP> 2-10
<tb> 
 
Dans la série ci-dessus est comprise la composition suivante, particulièrement typique :

   
 EMI5.2 
 
<tb> composants <SEP> Moles <SEP> %
<tb> 
<tb> 
<tb> SiO2 <SEP> 84-86
<tb> 
<tb> 
<tb> TiO2 <SEP> 8-11
<tb> 
<tb> 
<tb> A12O3 <SEP> 5-7
<tb> 
 
Les verres du système silice-oxyde de titane-oxyde de bore et alumine, conformes à une autre caractéristique de la présente inven- tion, contiennent les composants suivants dans les quantités indi- quées, basées sur la totalité de la composition : 
 EMI5.3 
 
<tb> Composants <SEP> Moles <SEP> %
<tb> 
<tb> SiO2 <SEP> 68-87
<tb> 
<tb> tiO2 <SEP> 1.5-22
<tb> 
<tb> B2O3 <SEP> 4-14
<tb> 
<tb> A12O3 <SEP> 2.0-10
<tb> 
 
Suivant une forme d'exécution préférée de la présente invention, on prévoit, en outre, des compositions contenant les composants sui- vants dans les quantités indiquées, basées sur la totalité de la composition. 
 EMI5.4 
 
<tb> 



  Composants <SEP> Moles <SEP> %
<tb> 
<tb> ZiO2 <SEP> 37-93
<tb> 
<tb> 
<tb> TiO2 <SEP> 4.0-8.0
<tb> 
<tb> 
<tb> B2O3 <SEP> 0.10-2.7
<tb> 
 
D'autres compositions préférées, conformes à la présente inven- tion, du système silice-oxyde de titane-alumine-oxyde de bore con- 

 <Desc/Clms Page number 6> 

   tiennent les composants suivants dans les quantités indiquées, basées sur la totalité de la composition :

     
 EMI6.1 
 
<tb> Composants <SEP> Moles <SEP> %
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> SiO2 <SEP> 80.0-87.0/
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Tio2 <SEP> 1. <SEP> 9-8.1/
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> A12O3 <SEP> 3. <SEP> 0-6,5/
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> A12O3 <SEP> @4.2-9.17 <SEP> -, <SEP> i
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> @B2O3 <SEP> 4. <SEP> 2-9.17
<tb> 
 
Lors de la préparation des compositions, de l'exemple décrit ci-      après, les masses ont été mélangées à la main, afin d'obtenir un mé- lange homogène. Il est également possible,d'utiliser des dispositifs mécaniques appropriés pour mélanger ces masses en vue de la fabrica- tion des verres décrits.

   Toutes les compositions de verre ont été fondues dans des creusets en   platiné/rhodium.   Pour le but envisagé, il est cependant également possible   d'utiliser   des creusets en silice fondue. Dans les exemples donnés   ci-après,   le volume des fusions   6tait   différent. Un échantillon caractéristique pesait 100 g. La fusion a été effectuée dans un four électrique dans lequel la tempé- rature de fusion était, dans la plupart des cas, d'environ 1600 à   1700 C,   Dans certains cas, les composants de la masse ont été frit-   tés à   1500 C, ils ont ensuite, été refroidie, broyés et refondus à   1650 C,   On a pu observer qu'après 16 à 17 heures, la fusion était généralement suffisante pour obtenir un erre satisfaisant.

   En vue de déterminer le coéfficient d'expansion thermique, des tiges ont été étirées à partir des fusions. Pour obtenir ces tiges, une barre en silice ou en mullite a été plongée dans le verre fondu pour com- mencer l'étirage des tiges. Pour déterminer le coefficient   d'expan-   sion thermique en vue de réunir les chiffres indiqués à l'exemple, on a utilisé un procédé dilatométrique habituel (0 à   300 C)   avec des échantillons ayant environ 10 cm. Un nombre limité de détermina- tions pour des échantillons, tant soumis à un recuit que non-soumis à un recuit, a été effectué sur le   dilatomètre   Carson-Dice sur une gamme plus étendue de températures. 



   L'exemple qui suit sert à illustrer lesprocessus et les matiè- res premières utilisées dans les masses indiquées aux tableaux qui suivent : 

 <Desc/Clms Page number 7> 

   EXEMPLE   I 
 EMI7.1 
 
<tb> Composition <SEP> : <SEP> 
<tb> 
<tb> % <SEP> en <SEP> poids <SEP> Poids
<tb> 
<tb> 89.8 <SEP> Si 2 <SEP> 89.8 <SEP> g <SEP> de <SEP> quartz <SEP> Kona
<tb> 
<tb> 9. <SEP> 5 <SEP> TiO2 <SEP> 9.5 <SEP> g <SEP> de <SEP> réactif <SEP> Baker
<tb> 
<tb> 0.7 <SEP> B2O3 <SEP> 0.7 <SEP> g <SEP> de <SEP> réactif <SEP> Fischer
<tb> 
 L'analyse du quartz Kona est la suivante : 
 EMI7.2 
 
<tb> A12O3 <SEP> 0.040
<tb> 
<tb> F2O3 <SEP> 0,0034
<tb> 
<tb> Na2O <SEP> 0.013
<tb> 
<tb> K2O <SEP> 0.0098
<tb> 
<tb> TiO2 <SEP> 0.001
<tb> 
<tb> SiO2 <SEP> restant
<tb> 
 L'analyse chimique du réactif Fischer B2O3, était B2O3 = 96 %. 



  L'analyse du TiO2, fourni par le fabricant, est la suivante : 
 EMI7.3 
 
<tb> sels <SEP> solubles <SEP> dans <SEP> l'eau <SEP> 0.05
<tb> 
<tb> arsenic <SEP> (As) <SEP> 0.0001
<tb> 
<tb> fer <SEP> (Fe) <SEP> 0.010
<tb> 
<tb> plomb <SEP> (Pb) <SEP> 0.010
<tb> 
<tb> zinc <SEP> (Zn) <SEP> 0.010
<tb> 
<tb> TiO2 <SEP> restant
<tb> 
 
La fusion a été effectuée dans un creuset en platina, placé dans    un four à 1600 C. Après deux heures vingt minutes on pouvait consta-   ter que la masse Etait fondue. 



   Les matières premières utilisées dans l'exemple ci-dessus sont caractéristiques pour la préparation des masses indiquées au tableau   ci-dessous.   



   Le tableau qui suit illustre la présente invention, toutefois il ne constitue aucune   linitation   de cetto dernière. Toutes les quanti- tés des différents composants sont indiquées en moles %, basas sur la totalité de   la   composition. 

 <Desc/Clms Page number 8> 

 
 EMI8.1 
 



  TABLEAU 1 ; , Î ¯¯   "¯[ - ¯ /] 
 EMI8.2 
 (système silice-alumine-oxyde de titane) ¯,,l-h+ . =¯ l] . moles % a x 10 sio2 A1203 .' TiO2 9.2 85.64 6,31 . 8.05 
 EMI8.3 
 
<tb> 84,70 <SEP> 5,17 <SEP> 10.13
<tb> 
 TABLEAU II 
 EMI8.4 
 
<tb> (système <SEP> silice-oxyde <SEP> de <SEP> bore-oxyde <SEP> de <SEP> titane)
<tb> moles
<tb> 
 
 EMI8.5 
 a x 107 Si02 8203 Ti02 
 EMI8.6 
 
<tb> 15.1 <SEP> 82. <SEP> 76 <SEP> 13.12 <SEP> 4,12
<tb> 
<tb> 12.7 <SEP> 85. <SEP> 47 <SEP> la.66 <SEP> 3.87
<tb> 
<tb> 15,3 <SEP> 82.76 <SEP> 13.12 <SEP> ' <SEP> 4.12
<tb> 
<tb> 10.4 <SEP> 87,31 <SEP> 8. <SEP> 60 <SEP> 4.09
<tb> 
<tb> 4,7 <SEP> 91,80 <SEP> 4. <SEP> 14 <SEP> 4,06
<tb> 
<tb> 2. <SEP> 9 <SEP> 87. <SEP> 78 <SEP> 4. <SEP> 46 <SEP> 7.77
<tb> 
 
 EMI8.7 
 0.2 92.51 0.53 6.95 
 EMI8.8 
 
<tb> 91. <SEP> 76 <SEP> 1. <SEP> 77 <SEP> 6.47
<tb> 
<tb> 91,18 <SEP> 2.

   <SEP> 65 <SEP> 6.16
<tb> 
<tb> 
<tb> 90.18 <SEP> 4.42 <SEP> 5. <SEP> 40
<tb> 
<tb> 
<tb> 93. <SEP> 23 <SEP> 5.25 <SEP> 1.52
<tb> 
<tb> 
<tb> 91. <SEP> 4 <SEP> 1. <SEP> 0 <SEP> 7. <SEP> 6
<tb> 
<tb> 
<tb> 92.06 <SEP> 0. <SEP> 62 <SEP> 7.32
<tb> 
<tb> 
<tb> 87. <SEP> 0 <SEP> 3. <SEP> 0 <SEP> 10.0
<tb> 
<tb> 
<tb> 80.0 <SEP> 11.0 <SEP> 9.0
<tb> 
 
 EMI8.9 
 86,0 4,0 1a.0 
 EMI8.10 
 
<tb> 92.0 <SEP> 4.0 <SEP> 4.0
<tb> 
<tb> 90.0 <SEP> 1.5 <SEP> 8.5
<tb> 
 
 EMI8.11 
 bzz 8915 1.0 9,5 \ 8.0 6.0 ..1,2.0 
 EMI8.12 
 
<tb> 34.0 <SEP> 8.0 <SEP> 8. <SEP> 0
<tb> 
<tb> 62.

   <SEP> 0 <SEP> 20.0 <SEP> 18.0
<tb> 
 

 <Desc/Clms Page number 9> 

 TABLEAU III (système silice-oxyde de bore-alumine-oxyde de titane) moles % 
 EMI9.1 
 x 107 Si02 B203 A1203 Ti02 
 EMI9.2 
 
<tb> 10.8 <SEP> 79.70 <SEP> 9.17 <SEP> 3.13 <SEP> 8,00
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 11.0 <SEP> 79.70 <SEP> 9.17 <SEP> 3.13 <SEP> 8.00
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 8. <SEP> 6 <SEP> 83.91 <SEP> 9,05 <SEP> 3.09 <SEP> 3. <SEP> 95
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 8.6 <SEP> 85. <SEP> 91 <SEP> 9.03 <SEP> 3,08 <SEP> 1. <SEP> 97
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 9. <SEP> 8 <SEP> 83. <SEP> 21 <SEP> 9.57 <SEP> 3. <SEP> 27 <SEP> 3. <SEP> 95
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 13.1 <SEP> 76.13 <SEP> 8. <SEP> 75 <SEP> 3.00 <SEP> 12.12
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 16.7 <SEP> 72.45 <SEP> 8. <SEP> 34 <SEP> 2.85 <SEP> 16.36
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 6. <SEP> 7 <SEP> 84.62 <SEP> 4. <SEP> 29 <SEP> 3.12 <SEP> 7.

   <SEP> 97
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 9.9 <SEP> 80.88 <SEP> 4.65 <SEP> 6.36 <SEP> 8.11
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 13. <SEP> 9 <SEP> 76.05 <SEP> 9.37 <SEP> 6.40 <SEP> 8.17
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 5.5 <SEP> 85. <SEP> 13 <SEP> 4.59 <SEP> 6. <SEP> 27 <SEP> 4.00
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 15. <SEP> 7 <SEP> 75. <SEP> 0 <SEP> 5.0 <SEP> 10.0 <SEP> 10.0
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 8.0 <SEP> 87. <SEP> 0 <SEP> 4. <SEP> 5 <SEP> 6.5 <SEP> 2.0
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 7.9 <SEP> 85. <SEP> 0 <SEP> 4. <SEP> 5 <SEP> 6.5 <SEP> 4.0
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 8. <SEP> 7 <SEP> 83.0 <SEP> 4.5 <SEP> 6.5 <SEP> 6.0
<tb> 
 
Il est bien connu que les différents composants du verre fini peuvent être   introduis   dans la masse sous des formes diverses.

   Par exemple, on peut utiliser les composants sous la forme de leur oxy- de ou bien sous une autre forme quelconque, pour autant que la com- position finale ne soit pas perturbée ou défavorablement influencée. 



   De même, on peut ajouter de faibles quantités d'autres matières, telles que les impuretés présentes dans les matières premières, pour autant qu'elles n'affectent pas défavorablement le produit fini ou ses propriétés. 



   Les chiffres qui suivent illustrent les caractéristiques de fai- ble expansion, et de faible contraction d'un verre conforme à l'in- vention, obtenu à partir de la composition suivante : en   moles % :   

 <Desc/Clms Page number 10> 

 
 EMI10.1 
 
<tb> Composants <SEP> : <SEP> Moles <SEP> % <SEP> :
<tb> 
 
 EMI10.2 
 #####' 1 . sio2 . 92.51 . ±"'" < "' ' , "4 
 EMI10.3 
 
<tb> B2O3 <SEP> 0.53
<tb> 
 
 EMI10.4 
 TiO2 6.95 TABLEAU IV 
 EMI10.5 
 
<tb> Courbe <SEP> de <SEP> l'expansion
<tb> 
 
 EMI10.6 
 ###############¯¯¯¯¯¯¯¯-#--/L Oc. CM Temp. AMhi àJ,X10 eLX104 aXl 7 ¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯#### -## . 
 EMI10.7 
 
<tb> 



  0 <SEP> 10,00 <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> 
<tb> 
 
 EMI10.8 
 50 9.95 0.50 -0.5 -0.394 -0.202 4,0 100 9.90 0,100 -1.0 -0.787 -0.404 / -4.0 
 EMI10.9 
 
<tb> 150 <SEP> 9,90 <SEP> 0.150 <SEP> -1.0 <SEP> -0.787 <SEP> -0.404 <SEP> -2.7
<tb> 
<tb> 200 <SEP> 9.86 <SEP> 0.200 <SEP> -1.4 <SEP> -1.102 <SEP> -0.566 <SEP> -2. <SEP> 8
<tb> 
 
 EMI10.10 
 250 9.86 " -1.4 -1.102 -o. -2.3 300 9.84 " -1.6 -1.260 -0.647 -2.2 
 EMI10.11 
 
<tb> 350 <SEP> 9. <SEP> 78 <SEP> " <SEP> -2.2 <SEP> -1. <SEP> 732 <SEP> -0 <SEP> 889 <SEP> -2. <SEP> 5
<tb> 
<tb> 400 <SEP> 9. <SEP> 80 <SEP> " <SEP> -2.0 <SEP> -1. <SEP> 575 <SEP> -0.808 <SEP> -2.0
<tb> 
<tb> 450 <SEP> 9.80 <SEP> " <SEP> -2.0 <SEP> -1.575 <SEP> -0.808 <SEP> -1. <SEP> 8
<tb> 
 
 EMI10.12 
 500 9.80 -2.0 -LS75 1 -1.6 500 9.80 " -2.0 -L575 .-0.808 -1.6 
 EMI10.13 
 
<tb> @550 <SEP> 9.80 <SEP> " <SEP> -2.

   <SEP> 0 <SEP> -1.575 <SEP> / <SEP> -0.808 <SEP> -1.5
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 600 <SEP> 9.80 <SEP> " <SEP> -2.0 <SEP> -1. <SEP> 575 <SEP> -0.808 <SEP> -1. <SEP> 3
<tb> 
<tb> 
<tb> 650 <SEP> 9.80 <SEP> " <SEP> -2.0 <SEP> -1.575/ <SEP> -0.808 <SEP> -1.2
<tb> 
 
 EMI10.14 
 700 9.80 " -2.0 -1,5/S -0.808 -1.2 750 9.84 " -1.6 -1,,L60 -0.647 -0.9 775 9.86 " -1.4 ,joz102 -0.566 -0.7 
 EMI10.15 
 ta .5133 L aL=, 7874x10-aeiPi 

 <Desc/Clms Page number 11> 

 TABLEAU V   '   
 EMI11.1 
 
<tb> Courbe <SEP> de <SEP> la <SEP> contraction
<tb> 
 
 EMI11.2 
 cive.

   CM Temp. àt4l>t 4LX104 ALXI04 aX107 
 EMI11.3 
 
<tb> L
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 0 <SEP> 10.00 <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> 0
<tb> 
<tb> 
<tb> 50 <SEP> 10.07 <SEP> 0.50 <SEP> 0.7 <SEP> 0.551 <SEP> 0.283 <SEP> 5.7
<tb> 
<tb> 
<tb> 100 <SEP> 10.07 <SEP> 0.100 <SEP> 0.7 <SEP> 0.551 <SEP> 0.283 <SEP> 2. <SEP> 8
<tb> 
<tb> 
<tb> 150 <SEP> 10.02 <SEP> 0,150 <SEP> 0.2 <SEP> 0.157 <SEP> 0.081 <SEP> 0.5
<tb> 
<tb> 
<tb> 200 <SEP> 10,02 <SEP> 0,200 <SEP> 0.2 <SEP> 0,157 <SEP> 0.081 <SEP> 0.4
<tb> 
<tb> 
<tb> 250 <SEP> 10.02 <SEP> " <SEP> 0.2 <SEP> 0.157 <SEP> 0,081 <SEP> 0.3
<tb> 
<tb> 
<tb> 300 <SEP> 9.98 <SEP> " <SEP> -0.2 <SEP> -0.157 <SEP> -0. <SEP> 081 <SEP> -0. <SEP> 3
<tb> 
<tb> 
<tb> 350 <SEP> 9.

   <SEP> 98 <SEP> " <SEP> -0,2 <SEP> -0.157 <SEP> -0.081 <SEP> -0.2
<tb> 
<tb> 
<tb> 400 <SEP> 9.98 <SEP> " <SEP> -0.2 <SEP> -0,157 <SEP> -0.081 <SEP> -0.2
<tb> 
<tb> 
<tb> 450 <SEP> 9.98 <SEP> "-0.2 <SEP> -0.157 <SEP> -0.081 <SEP> -0.2
<tb> 
<tb> 
<tb> 500 <SEP> 9. <SEP> 87 <SEP> " <SEP> -1,3 <SEP> -1. <SEP> 024 <SEP> -0.526 <SEP> -1. <SEP> 1
<tb> 
<tb> 
<tb> 550 <SEP> 9. <SEP> 87 <SEP> " <SEP> -1.3 <SEP> -1.024 <SEP> -0.526 <SEP> -1.0
<tb> 
<tb> 
<tb> 600 <SEP> 9.83 <SEP> "-1.7 <SEP> -1. <SEP> 339 <SEP> -0.687 <SEP> -1.1
<tb> 
<tb> 
<tb> 650 <SEP> 9,83 <SEP> " <SEP> -1.7 <SEP> -1.339 <SEP> -0.687 <SEP> -1.1
<tb> 
<tb> 
<tb> 700 <SEP> 9.83 <SEP> " <SEP> -1. <SEP> 7 <SEP> -1.

   <SEP> 339 <SEP> -0.687 <SEP> -1.0
<tb> 
<tb> 
<tb> 750 <SEP> 9.83 <SEP> " <SEP> -1.7 <SEP> -1.339 <SEP> -0.687 <SEP> -0.9
<tb> 
<tb> 
<tb> 775 <SEP> 9,83 <SEP> " <SEP> -1.7 <SEP> -1.339 <SEP> -0.687 <SEP> -0.9
<tb> 
 1/L = . 5133 
 EMI11.4 
 !IL '"' .7$7Axlt Aht 
Dans la description ci-dessus et dans les revendications qui suivent, les quantités en   noies   1 des différents composants sont cal- culées sur la base des matières premières. La quantité du B2O3 est donc calculée sans perte de ce composant au cours de la fabrication du verre, Il faut donc   veiller  empêcher les pertes de B2O3. De fai- bles pertes, dues à la volatilisation, se sont cependant produites dans certaines   de±,   compositions énumérées plus haut.



   <Desc / Clms Page number 1>
 



  "Glasses with a low coefficient of thermal expansion." 1) Patent application filed in U, S, A, June 21, 1965 under the n '465.699 in the name of Mr. Nils Tryggve Emanuel Alfredsson BAAK,
The present invention relates to new glass compositions and, more particularly, to glass compositions with a low coefficient of thermal expansion and a relatively low melting point,
Few glasses have a presentiment of a coefficient of thermal expansion approaching zero at temperatures between 0 and 300 C. In addition, dome when glasses with a relatively low thermal expansion coefficient are available, a serious problem. frequently lies in the fact that the masses,

   used for the production of these glass' ,, melt very with difficulty, even at temperatures

 <Desc / Clms Page number 2>

 of about 1700 C.



   The invention therefore aims to provide glass compositions exhibiting desirable properties and characteristics.



   It is an object of the present invention to provide glass compositions exhibiting a relatively low coefficient of thermal expansion.



   Another object of the present invention is to provide glass compositions exhibiting a relatively low coefficient of thermal expansion and good meltability.



   In addition, the invention aims to provide glasses based on sulcus and titanium oxide which exhibit good resistance to thermal shock and which melt at relatively low temperatures.



   In addition, the invention aims to provide silica-titanium oxide compositions exhibiting desirable properties so that they are suitable for many purposes of use.



   Another object of the invention is to provide silica-titanium oxide glasses having low thermal expansion coefficients and high thermal shock resistance, so that they are suitable for optical apparatus.



   It is also another object of the invention to provide articles made from novel silica-titanium oxide glass compositions and exhibiting desirable properties.



   Further, a further object of the present invention is to provide optical apparatuses exhibiting desirable properties and characteristics.



   In order to achieve the objects enumerated above, the present invention provides glass compositions exhibiting certain properties and characteristics of high value, produced on the basis of silica and titanium oxide to which are added oxides of. aluminum or boron or both.



   According to the present invention, the glass compositions contain SiO 2 in an amount of 60 to 94 mole%, TiO 2 in an amount of 1.5 to 22 mole:, B2O3 in an amount of 0 to 18 mole% and A12O3 in an amount of 0 to 10 mole%, based on the total composition which contains, at least, either B2O3 or

 <Desc / Clms Page number 3>

 of A12O3.



   In accordance with the present invention, the glass compositions. are of the silica-titanium oxide-boron oxide (SiO2-TioO2-B2O3) system in which the silica is present in an amount of 60 to 94 mole%, the titanium oxide in an amount of 1.5 to 22 moles % and boron oxide in an amount of 0.1-18 mole%, based on the entire composition.



   In addition, the present invention provides glass compositions of the silica-titanium oxide-alumina (SiO2-TioO2-A12O3) system in which the silica is present in an amount of 60 to 94 mole%, the titanium oxide. in an amount of 1.5 to 22 mole% and the alumina in an amount of 2 to 10 mole%.



   Further, the present invention resides in a silica-titanium oxide-alumina (SiO2 - TiO2 - A12O3) system in which silica is present in an amount of 84-86 mole%, titanium oxide in an amount of 8. at 11 mole% and alumino in an amount of 5 to 7 mole%, based on the entire composition.



   The present invention also provides glasses of the silica-titanium oxide-boron oxide-alumina (SiO2-TioO2-B2O3-A12O3) system.



   In the latter system, silica is present in an amount of 68 to 87 moles:, titanium oxide in an amount of 1.5 to 22 mole%, B2O3 in an amount of 4 to 14 mole% and A12O3 in a quantity of 2 to 10 Mies:.



   Other objects, characteristics and advantages of the present invention will emerge from the following description.



   Glass compositions according to the present invention exhibit highly desirable characteristics due to a low coefficient of linear thermal expansion and a relatively low melting temperature. Until now, glasses exhibiting a coefficient of thermal expansion which approaches zero 3 at temperatures between 0 and 300 C, were relatively few in number and, moreover, most of these glasses with low known thermal expansion coefficient exhibited a relatively low fluidity, so that the parisons used to obtain these glasses, melted with great difficulty at temperatures

 <Desc / Clms Page number 4>

 acceptable.



   The glasses according to the present invention are very advantageous for many useful purposes and objects. By virtue of their excellent properties, the glasses according to the present invention are particularly suitable for optical apparatus where it is essential to be able to have materials with a low coefficient of thermal expansion. The glasses, according to the present invention, are more particularly suitable for the manufacture of mirrors with a low coefficient of thermal expansion, which are used for telescopes and similar devices.

   Further, the glasses according to the present invention are advantageous as a base for printed circuits where a low coefficient of thermal expansion is essential as well as for level indicators and laboratory equipment.



   The present invention provides glass compositions containing at least three of the following components in the amounts indicated, based on the totality of the composition:
 EMI4.1
 
<tb> Components <SEP> Moles <SEP>%
<tb>
<tb> SiO2 <SEP> 60-94
<tb>
<tb>
<tb> TiO2 <SEP> 1. <SEP> 5-22
<tb>
<tb>
<tb> B2O3 <SEP> 0-18
<tb>
<tb>
<tb> A12O3 <SEP> 0-10
<tb>
 and these glasses are characterized by low linear thermal expansion coefficients. The compositions used are those in which the sum of the SiO2 + TiO2 is at least 80 mole%.



   Among the glasses described above are included those, extremely advantageous, of the silica-titanium oxide-boron oxide system, containing the following components in the amounts indicated, based on the totality of the composition:
 EMI4.2
 
<tb> Components <SEP> Moles <SEP>%
<tb>
<tb> SiO2 <SEP> 60-94
<tb>
<tb> TiO2 <SEP> 1.5-22
<tb>
<tb> B2O3 <SEP> 0.1-18
<tb>
 
Preferred compositions are those in which the sum of SiO2 + TiO2 is at least 80 mole%, while the sum

 <Desc / Clms Page number 5>

 of B2O3 + TiO2 is at least 5 mole%.



   According to another feature of the present invention, the low thermal expansion coefficient glass compositions of the silica-titanium oxide-alumina system contain the following components in the amounts indicated, based on the total composition:
 EMI5.1
 
<tb> Components <SEP> Moles
<tb>
<tb> SiO2 <SEP> 60-94
<tb>
<tb> TiO2 <SEP> 1.5-22
<tb>
<tb> A12O3 <SEP> 2-10
<tb>
 
In the above series is included the following composition, which is particularly typical:

   
 EMI5.2
 
<tb> components <SEP> Moles <SEP>%
<tb>
<tb>
<tb> SiO2 <SEP> 84-86
<tb>
<tb>
<tb> TiO2 <SEP> 8-11
<tb>
<tb>
<tb> A12O3 <SEP> 5-7
<tb>
 
The glasses of the silica-titanium oxide-boron oxide and alumina system, conforming to a further feature of the present invention, contain the following components in the amounts indicated, based on the totality of the composition:
 EMI5.3
 
<tb> Components <SEP> Moles <SEP>%
<tb>
<tb> SiO2 <SEP> 68-87
<tb>
<tb> tiO2 <SEP> 1.5-22
<tb>
<tb> B2O3 <SEP> 4-14
<tb>
<tb> A12O3 <SEP> 2.0-10
<tb>
 
In accordance with a preferred embodiment of the present invention, there is further provided compositions containing the following components in the amounts indicated, based on the totality of the composition.
 EMI5.4
 
<tb>



  Components <SEP> Moles <SEP>%
<tb>
<tb> ZiO2 <SEP> 37-93
<tb>
<tb>
<tb> TiO2 <SEP> 4.0-8.0
<tb>
<tb>
<tb> B2O3 <SEP> 0.10-2.7
<tb>
 
Other preferred compositions according to the present invention of the silica-titanium oxide-alumina-boron oxide system consist of.

 <Desc / Clms Page number 6>

   hold the following components in the amounts indicated, based on the totality of the composition:

     
 EMI6.1
 
<tb> Components <SEP> Moles <SEP>%
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> SiO2 <SEP> 80.0-87.0 /
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Tio2 <SEP> 1. <SEP> 9-8.1 /
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> A12O3 <SEP> 3. <SEP> 0-6.5 /
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> A12O3 <SEP> @ 4.2-9.17 <SEP> -, <SEP> i
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> @ B2O3 <SEP> 4. <SEP> 2-9.17
<tb>
 
During the preparation of the compositions, of the example described below, the masses were mixed by hand, in order to obtain a homogeneous mixture. It is also possible to use suitable mechanical devices for mixing these masses for the manufacture of the glasses described.

   All the glass compositions were melted in platinum / rhodium crucibles. For the intended purpose, however, it is also possible to use crucibles of fused silica. In the examples given below, the volume of the fusions was different. A typical sample weighed 100 g. The melting was carried out in an electric furnace in which the melting temperature was, in most cases, from about 1600 to 1700 C, In some cases the components of the mass were fried at 1500 C , they were then cooled, crushed and remelted at 1650 C. It was observed that after 16 to 17 hours, the melting was generally sufficient to obtain a satisfactory erre.

   In order to determine the coefficient of thermal expansion, rods were drawn from the fusions. To obtain these rods, a silica or mullite bar was dipped into the molten glass to begin drawing the rods. To determine the coefficient of thermal expansion in order to meet the figures given in the example, a usual dilatometric method (0 to 300 ° C.) was used with samples of approximately 10 cm. A limited number of determinations for samples, both annealed and non-annealed, have been made on the Carson-Dice dilatometer over a wider range of temperatures.



   The following example serves to illustrate the processes and raw materials used in the masses indicated in the following tables:

 <Desc / Clms Page number 7>

   EXAMPLE I
 EMI7.1
 
<tb> Composition <SEP>: <SEP>
<tb>
<tb>% <SEP> in <SEP> weight <SEP> Weight
<tb>
<tb> 89.8 <SEP> Si 2 <SEP> 89.8 <SEP> g <SEP> of <SEP> quartz <SEP> Kona
<tb>
<tb> 9. <SEP> 5 <SEP> TiO2 <SEP> 9.5 <SEP> g <SEP> of <SEP> reagent <SEP> Baker
<tb>
<tb> 0.7 <SEP> B2O3 <SEP> 0.7 <SEP> g <SEP> of <SEP> reagent <SEP> Fischer
<tb>
 The analysis of Kona quartz is as follows:
 EMI7.2
 
<tb> A12O3 <SEP> 0.040
<tb>
<tb> F2O3 <SEP> 0.0034
<tb>
<tb> Na2O <SEP> 0.013
<tb>
<tb> K2O <SEP> 0.0098
<tb>
<tb> TiO2 <SEP> 0.001
<tb>
<tb> SiO2 <SEP> remaining
<tb>
 The chemical analysis of the Fischer reagent B2O3, was B2O3 = 96%.



  The analysis for TiO2, supplied by the manufacturer, is as follows:
 EMI7.3
 
<tb> <SEP> soluble salts <SEP> in <SEP> water <SEP> 0.05
<tb>
<tb> arsenic <SEP> (As) <SEP> 0.0001
<tb>
<tb> iron <SEP> (Fe) <SEP> 0.010
<tb>
<tb> lead <SEP> (Pb) <SEP> 0.010
<tb>
<tb> zinc <SEP> (Zn) <SEP> 0.010
<tb>
<tb> TiO2 <SEP> remaining
<tb>
 
The melting was carried out in a platinum crucible placed in an oven at 1600 C. After two hours twenty minutes it could be observed that the mass was melted.



   The raw materials used in the example above are characteristic for the preparation of the masses indicated in the table below.



   The following table illustrates the present invention, however it is not intended to be the latter. All the amounts of the various components are indicated in mole%, based on the totality of the composition.

 <Desc / Clms Page number 8>

 
 EMI8.1
 



  TABLE 1; , Î ¯¯ "¯ [- ¯ /]
 EMI8.2
 (silica-alumina-titanium oxide system) ¯ ,, 1-h +. = ¯ l]. moles% a x 10 sio2 A1203. ' TiO2 9.2 85.64 6.31. 8.05
 EMI8.3
 
<tb> 84.70 <SEP> 5.17 <SEP> 10.13
<tb>
 TABLE II
 EMI8.4
 
<tb> (<SEP> silica-oxide system <SEP> of <SEP> boron-oxide <SEP> of <SEP> titanium)
<tb> moles
<tb>
 
 EMI8.5
 a x 107 Si02 8203 Ti02
 EMI8.6
 
<tb> 15.1 <SEP> 82. <SEP> 76 <SEP> 13.12 <SEP> 4.12
<tb>
<tb> 12.7 <SEP> 85. <SEP> 47 <SEP> la.66 <SEP> 3.87
<tb>
<tb> 15.3 <SEP> 82.76 <SEP> 13.12 <SEP> '<SEP> 4.12
<tb>
<tb> 10.4 <SEP> 87.31 <SEP> 8. <SEP> 60 <SEP> 4.09
<tb>
<tb> 4.7 <SEP> 91.80 <SEP> 4. <SEP> 14 <SEP> 4.06
<tb>
<tb> 2. <SEP> 9 <SEP> 87. <SEP> 78 <SEP> 4. <SEP> 46 <SEP> 7.77
<tb>
 
 EMI8.7
 0.2 92.51 0.53 6.95
 EMI8.8
 
<tb> 91. <SEP> 76 <SEP> 1. <SEP> 77 <SEP> 6.47
<tb>
<tb> 91.18 <SEP> 2.

   <SEP> 65 <SEP> 6.16
<tb>
<tb>
<tb> 90.18 <SEP> 4.42 <SEP> 5. <SEP> 40
<tb>
<tb>
<tb> 93. <SEP> 23 <SEP> 5.25 <SEP> 1.52
<tb>
<tb>
<tb> 91. <SEP> 4 <SEP> 1. <SEP> 0 <SEP> 7. <SEP> 6
<tb>
<tb>
<tb> 92.06 <SEP> 0. <SEP> 62 <SEP> 7.32
<tb>
<tb>
<tb> 87. <SEP> 0 <SEP> 3. <SEP> 0 <SEP> 10.0
<tb>
<tb>
<tb> 80.0 <SEP> 11.0 <SEP> 9.0
<tb>
 
 EMI8.9
 86.0 4.0 1a.0
 EMI8.10
 
<tb> 92.0 <SEP> 4.0 <SEP> 4.0
<tb>
<tb> 90.0 <SEP> 1.5 <SEP> 8.5
<tb>
 
 EMI8.11
 bzz 8915 1.0 9.5 \ 8.0 6.0 ..1,2.0
 EMI8.12
 
<tb> 34.0 <SEP> 8.0 <SEP> 8. <SEP> 0
<tb>
<tb> 62.

   <SEP> 0 <SEP> 20.0 <SEP> 18.0
<tb>
 

 <Desc / Clms Page number 9>

 TABLE III (silica-boron oxide-alumina-titanium oxide system) moles%
 EMI9.1
 x 107 Si02 B203 A1203 Ti02
 EMI9.2
 
<tb> 10.8 <SEP> 79.70 <SEP> 9.17 <SEP> 3.13 <SEP> 8.00
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 11.0 <SEP> 79.70 <SEP> 9.17 <SEP> 3.13 <SEP> 8.00
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 8. <SEP> 6 <SEP> 83.91 <SEP> 9.05 <SEP> 3.09 <SEP> 3. <SEP> 95
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 8.6 <SEP> 85. <SEP> 91 <SEP> 9.03 <SEP> 3.08 <SEP> 1. <SEP> 97
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 9. <SEP> 8 <SEP> 83. <SEP> 21 <SEP> 9.57 <SEP> 3. <SEP> 27 <SEP> 3. <SEP> 95
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 13.1 <SEP> 76.13 <SEP> 8. <SEP> 75 <SEP> 3.00 <SEP> 12.12
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 16.7 <SEP> 72.45 <SEP> 8. <SEP> 34 <SEP> 2.85 <SEP> 16.36
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 6. <SEP> 7 <SEP> 84.62 <SEP> 4. <SEP> 29 <SEP> 3.12 <SEP> 7.

   <SEP> 97
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 9.9 <SEP> 80.88 <SEP> 4.65 <SEP> 6.36 <SEP> 8.11
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 13. <SEP> 9 <SEP> 76.05 <SEP> 9.37 <SEP> 6.40 <SEP> 8.17
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 5.5 <SEP> 85. <SEP> 13 <SEP> 4.59 <SEP> 6. <SEP> 27 <SEP> 4.00
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 15. <SEP> 7 <SEP> 75. <SEP> 0 <SEP> 5.0 <SEP> 10.0 <SEP> 10.0
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 8.0 <SEP> 87. <SEP> 0 <SEP> 4. <SEP> 5 <SEP> 6.5 <SEP> 2.0
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 7.9 <SEP> 85. <SEP> 0 <SEP> 4. <SEP> 5 <SEP> 6.5 <SEP> 4.0
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 8. <SEP> 7 <SEP> 83.0 <SEP> 4.5 <SEP> 6.5 <SEP> 6.0
<tb>
 
It is well known that the various components of the finished glass can be introduced into the mass in various forms.

   For example, the components can be used in the form of their oxide or in any other form, provided that the final composition is not disturbed or adversely affected.



   Likewise, small amounts of other materials, such as impurities present in the raw materials, can be added as long as they do not adversely affect the finished product or its properties.



   The figures which follow illustrate the characteristics of low expansion and low contraction of a glass in accordance with the invention, obtained from the following composition: in moles%:

 <Desc / Clms Page number 10>

 
 EMI10.1
 
<tb> Components <SEP>: <SEP> Moles <SEP>% <SEP>:
<tb>
 
 EMI10.2
 ##### '1. sio2. 92.51. ± "'" <"' '," 4
 EMI10.3
 
<tb> B2O3 <SEP> 0.53
<tb>
 
 EMI10.4
 TiO2 6.95 TABLE IV
 EMI10.5
 
<tb> <SEP> curve of <SEP> expansion
<tb>
 
 EMI10.6
 ############### ¯¯¯¯¯¯¯¯¯ - # - / L Oc. CM Temp. AMhi àJ, X10 eLX104 aXl 7 ¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯ #### - ##.
 EMI10.7
 
<tb>



  0 <SEP> 10.00 <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP>
<tb>
 
 EMI10.8
 50 9.95 0.50 -0.5 -0.394 -0.202 4.0 100 9.90 0.100 -1.0 -0.787 -0.404 / -4.0
 EMI10.9
 
<tb> 150 <SEP> 9.90 <SEP> 0.150 <SEP> -1.0 <SEP> -0.787 <SEP> -0.404 <SEP> -2.7
<tb>
<tb> 200 <SEP> 9.86 <SEP> 0.200 <SEP> -1.4 <SEP> -1.102 <SEP> -0.566 <SEP> -2. <SEP> 8
<tb>
 
 EMI10.10
 250 9.86 "-1.4 -1.102 -o. -2.3 300 9.84" -1.6 -1.260 -0.647 -2.2
 EMI10.11
 
<tb> 350 <SEP> 9. <SEP> 78 <SEP> "<SEP> -2.2 <SEP> -1. <SEP> 732 <SEP> -0 <SEP> 889 <SEP> -2. <SEP> 5
<tb>
<tb> 400 <SEP> 9. <SEP> 80 <SEP> "<SEP> -2.0 <SEP> -1. <SEP> 575 <SEP> -0.808 <SEP> -2.0
<tb>
<tb> 450 <SEP> 9.80 <SEP> "<SEP> -2.0 <SEP> -1.575 <SEP> -0.808 <SEP> -1. <SEP> 8
<tb>
 
 EMI10.12
 500 9.80 -2.0 -LS75 1 -1.6 500 9.80 "-2.0 -L575.-0.808 -1.6
 EMI10.13
 
<tb> @ 550 <SEP> 9.80 <SEP> "<SEP> -2.

   <SEP> 0 <SEP> -1.575 <SEP> / <SEP> -0.808 <SEP> -1.5
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 600 <SEP> 9.80 <SEP> "<SEP> -2.0 <SEP> -1. <SEP> 575 <SEP> -0.808 <SEP> -1. <SEP> 3
<tb>
<tb>
<tb> 650 <SEP> 9.80 <SEP> "<SEP> -2.0 <SEP> -1.575 / <SEP> -0.808 <SEP> -1.2
<tb>
 
 EMI10.14
 700 9.80 "-2.0 -1.5 / S -0.808 -1.2 750 9.84" -1.6 -1,, L60 -0.647 -0.9 775 9.86 "-1.4, joz102 -0.566 -0.7
 EMI10.15
 ta .5133 L aL =, 7874x10-aeiPi

 <Desc / Clms Page number 11>

 TABLE V '
 EMI11.1
 
<tb> Curve <SEP> of <SEP> the <SEP> contraction
<tb>
 
 EMI11.2
 cive.

   CM Temp. àt4l> t 4LX104 ALXI04 aX107
 EMI11.3
 
<tb> L
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 0 <SEP> 10.00 <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> 0
<tb>
<tb>
<tb> 50 <SEP> 10.07 <SEP> 0.50 <SEP> 0.7 <SEP> 0.551 <SEP> 0.283 <SEP> 5.7
<tb>
<tb>
<tb> 100 <SEP> 10.07 <SEP> 0.100 <SEP> 0.7 <SEP> 0.551 <SEP> 0.283 <SEP> 2. <SEP> 8
<tb>
<tb>
<tb> 150 <SEP> 10.02 <SEP> 0.150 <SEP> 0.2 <SEP> 0.157 <SEP> 0.081 <SEP> 0.5
<tb>
<tb>
<tb> 200 <SEP> 10.02 <SEP> 0.200 <SEP> 0.2 <SEP> 0.157 <SEP> 0.081 <SEP> 0.4
<tb>
<tb>
<tb> 250 <SEP> 10.02 <SEP> "<SEP> 0.2 <SEP> 0.157 <SEP> 0.081 <SEP> 0.3
<tb>
<tb>
<tb> 300 <SEP> 9.98 <SEP> "<SEP> -0.2 <SEP> -0.157 <SEP> -0. <SEP> 081 <SEP> -0. <SEP> 3
<tb>
<tb>
<tb> 350 <SEP> 9.

   <SEP> 98 <SEP> "<SEP> -0.2 <SEP> -0.157 <SEP> -0.081 <SEP> -0.2
<tb>
<tb>
<tb> 400 <SEP> 9.98 <SEP> "<SEP> -0.2 <SEP> -0,157 <SEP> -0.081 <SEP> -0.2
<tb>
<tb>
<tb> 450 <SEP> 9.98 <SEP> "-0.2 <SEP> -0.157 <SEP> -0.081 <SEP> -0.2
<tb>
<tb>
<tb> 500 <SEP> 9. <SEP> 87 <SEP> "<SEP> -1.3 <SEP> -1. <SEP> 024 <SEP> -0.526 <SEP> -1. <SEP> 1
<tb>
<tb>
<tb> 550 <SEP> 9. <SEP> 87 <SEP> "<SEP> -1.3 <SEP> -1.024 <SEP> -0.526 <SEP> -1.0
<tb>
<tb>
<tb> 600 <SEP> 9.83 <SEP> "-1.7 <SEP> -1. <SEP> 339 <SEP> -0.687 <SEP> -1.1
<tb>
<tb>
<tb> 650 <SEP> 9.83 <SEP> "<SEP> -1.7 <SEP> -1.339 <SEP> -0.687 <SEP> -1.1
<tb>
<tb>
<tb> 700 <SEP> 9.83 <SEP> "<SEP> -1. <SEP> 7 <SEP> -1.

   <SEP> 339 <SEP> -0.687 <SEP> -1.0
<tb>
<tb>
<tb> 750 <SEP> 9.83 <SEP> "<SEP> -1.7 <SEP> -1.339 <SEP> -0.687 <SEP> -0.9
<tb>
<tb>
<tb> 775 <SEP> 9.83 <SEP> "<SEP> -1.7 <SEP> -1.339 <SEP> -0.687 <SEP> -0.9
<tb>
 1 / L =. 5133
 EMI11.4
 ! IT '"'. $ 7 Axlt Aht
In the above description and in the following claims, the amounts in number 1 of the individual components are calculated on the basis of the raw materials. The quantity of B2O3 is therefore calculated without loss of this component during the manufacture of the glass. Care must therefore be taken to prevent losses of B2O3. Slight losses, due to volatilization, however occurred in some of the compositions listed above.

Claims (1)

R E V E N D I C A T I O N S . R E V E N D I C A T I O N S. 1,- Verre à faible coéfficient d'expansion thermique, caractéri- sé en ce qu'il est formé essentiellement par au moins trois des com- posants suivants dans les quantités indiquées, basées sur la totali- té de la composition EMI12.1 <tb> Composants <SEP> Moles <SEP> % <tb> <tb> Si02 <SEP> 60-94 <tb> <tb> Ti02 <SEP> 1.5-22 <tb> <tb> B2O3 <SEP> $O-18 <tb> <tb> A12O3 <SEP> 0-10 <tb> 2. - Verre à faible coéfficient d'expansion thermique suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la somme du SiO2 + TiO2 et au moins de 80 moles %. 1, - Glass with a low coefficient of thermal expansion, characterized in that it is formed essentially by at least three of the following components in the amounts indicated, based on the totality of the composition EMI12.1 <tb> Components <SEP> Moles <SEP>% <tb> <tb> Si02 <SEP> 60-94 <tb> <tb> Ti02 <SEP> 1.5-22 <tb> <tb> B2O3 <SEP> $ O-18 <tb> <tb> A12O3 <SEP> 0-10 <tb> 2. - Low coefficient of thermal expansion glass according to claim 1, characterized in that the sum of SiO2 + TiO2 and at least 80 mole%. 3. - Verre à faible coéfficient d'expansion thermique, caractérisé en ce qu'il est formé essentiellement par les composants suivants dans les quantités indiquées, basées sur la totalité de la composition, EMI12.2 <tb> Composants <SEP> Moles <tb> <tb> , <SEP> ZiO2 <SEP> 60-94 <tb> <tb> TiO2 <SEP> 1.5-22 <tb> <tb> B2O3 <SEP> 0.1-18 <tb> 4. - Terre à faible coefficient d'expansion thermique suivant la revendication 3, caractérise en ce que la somme du SiO2 + TiO2 est au moins\de SO moles %. 3. - Glass with a low coefficient of thermal expansion, characterized in that it is formed essentially by the following components in the amounts indicated, based on the totality of the composition, EMI12.2 <tb> Components <SEP> Moles <tb> <tb>, <SEP> ZiO2 <SEP> 60-94 <tb> <tb> TiO2 <SEP> 1.5-22 <tb> <tb> B2O3 <SEP> 0.1-18 <tb> 4. - Earth with a low coefficient of thermal expansion according to claim 3, characterized in that the sum of SiO2 + TiO2 is at least \ of SO moles%. 5 - Verre à faible coefficient d'expansion thermique suivant la - revendication 3, caractérise en ce que la somme du B2O3 + TiO2 est au moins de \ mole\; %. 5 - Glass with a low coefficient of thermal expansion according to claim 3, characterized in that the sum of B2O3 + TiO2 is at least \ mole \; %. 6. - verre à faible coefficient d'expansion thermique, caractéri- sé en ce qu'il est formé essentiellement par les composants suivants dans les quantités indiquées, basées sur la totalité de la composi- tion. 6. - Low coefficient of thermal expansion glass, characterized in that it is formed essentially by the following components in the amounts indicated, based on the totality of the composition. \ EMI12.3 <tb> Composants <SEP> Moles <tb> <tb> <tb> <tb> ##*#### <SEP> @ <tb> <tb> <tb> <tb> <tb> <tb> SiO2 <SEP> 60-94 <tb> <tb> <tb> <tb> <tb> <tb> <tb> <tb> <tb> @TiO2 <SEP> 1. <SEP> 5-22 <SEP> <tb> <tb> <tb> <tb> <tb> <tb> <tb> <tb> <tb> <tb> <tb> A2O3 <SEP> 2-10 <SEP> @ <tb> <Desc/Clms Page number 13> 7,- Verre à faible coefficient d'expansion thermique, carcté- risé en ce qu'il est form6 essentiellement par les composants sui- vants dans les quantités indiquées, basées sur la totalité de la composition : \ EMI12.3 <tb> Components <SEP> Moles <tb> <tb> <tb> <tb> ## * #### <SEP> @ <tb> <tb> <tb> <tb> <tb> <tb> SiO2 <SEP> 60-94 <tb> <tb> <tb> <tb> <tb> <tb> <tb> <tb> <tb> @ TiO2 <SEP> 1. <SEP> 5-22 <SEP> <tb> <tb> <tb> <tb> <tb> <tb> <tb> <tb> <tb> <tb> <tb> A2O3 <SEP> 2-10 <SEP> @ <tb> <Desc / Clms Page number 13> 7. Glass with a low coefficient of thermal expansion, characterized in that it is formed essentially by the following components in the amounts indicated, based on the totality of the composition: EMI13.1 <tb> Composants <SEP> Moles <SEP> % <tb> <tb> SiO2 <SEP> 84-86 <tb> <tb> TiO2 <SEP> 8-11 <tb> <tb> A12O3 <SEP> 5-7 <tb> 8,- Verre à faible coéfficient d'expansion thermique, caracté- risé en ce qu'il est formé essentiellement par les composants sui- vants dans les quantités indiquées, basées sur la totalité de la coin- position : EMI13.2 <tb> Composants <SEP> Moles <SEP> % <tb> <tb> SiO2 <SEP> 08-87 <tb> <tb> TiO2 <SEP> 1.5-22 <tb> <tb> B2O3 <SEP> 4-14 <tb> <tb> A12O3 <SEP> 2.0-10 <tb> 9. - Verre à faible coéfficient d'expansion thermique, caracté- risé en ce qu'il est formé par les composants suivants dans les quan- tités indiquées, basées sur la totalité de la composition : EMI13.1 <tb> Components <SEP> Moles <SEP>% <tb> <tb> SiO2 <SEP> 84-86 <tb> <tb> TiO2 <SEP> 8-11 <tb> <tb> A12O3 <SEP> 5-7 <tb> 8, - Glass with low coefficient of thermal expansion, charac- terized in that it is formed essentially by the following components in the quantities indicated, based on the entire corner- position: EMI13.2 <tb> Components <SEP> Moles <SEP>% <tb> <tb> SiO2 <SEP> 08-87 <tb> <tb> TiO2 <SEP> 1.5-22 <tb> <tb> B2O3 <SEP> 4-14 <tb> <tb> A12O3 <SEP> 2.0-10 <tb> 9. - Glass with a low coefficient of thermal expansion, characterized in that it is formed by the following components in the amounts indicated, based on the totality of the composition: EMI13.3 <tb> Composants <SEP> Moles <SEP> % <tb> <tb> <tb> SiO2 <SEP> 92.51 <tb> <tb> <tb> TiO2 <SEP> 6. <SEP> 95 <tb> <tb> B2O3 <SEP> 0. <SEP> 53 <tb> 10,- Verre 1 faible coéfficient d'expansion thermique, caracté- risé en ce qu'il est formé par les composants suivants dans les quantités indiquées, basées sur la totalité de la composition : EMI13.4 <tb> Composants <SEP> Moles <SEP> % <tb> <tb> <tb> SiO2 <SEP> 87-93 <tb> <tb> <tb> TiO2 <SEP> 4.0-8.0 <tb> <tb> <tb> B2O3 <SEP> 0.1-2.7 <tb> 11.- Verre à faible coefficient d'expansion thermique, caracté- risé en ce qu'il est formé essentiellement par les composants suivants dans les quantités indiquées, basées sur la totalité de la composition : EMI13.3 <tb> Components <SEP> Moles <SEP>% <tb> <tb> <tb> SiO2 <SEP> 92.51 <tb> <tb> <tb> TiO2 <SEP> 6. <SEP> 95 <tb> <tb> B2O3 <SEP> 0. <SEP> 53 <tb> 10, - Glass 1 low coefficient of thermal expansion, characterized in that it is formed by the following components in the amounts indicated, based on the totality of the composition: EMI13.4 <tb> Components <SEP> Moles <SEP>% <tb> <tb> <tb> SiO2 <SEP> 87-93 <tb> <tb> <tb> TiO2 <SEP> 4.0-8.0 <tb> <tb> <tb> B2O3 <SEP> 0.1-2.7 <tb> 11.- Glass with low coefficient of thermal expansion, characterized in that it is formed essentially by the following components in the amounts indicated, based on the totality of the composition: <Desc/Clms Page number 14> EMI14.1 Composants Moles % - .a 1, , ' " ? 'µ/ %)J". '](Îi..=i) sio2 80 . 0-8 7 .0 - >-" '''.'....' TiO2 1.9-8.1. -- ¯ EMI14.2 <tb> A10 <SEP> 3.0-6.5 <tb> <tb> <tb> <tb> <tb> <tb> B2O3 <SEP> 4.2-9,17 <tb> 12.- Verre à faible coefficient d'expansion thermique, caracté- risé en ce qu'il est formé essentiellement par les composants suivants ' dans les quantités indiquées, basées sur la totalité de la composition:: EMI14.3 <tb> Composants <SEP> Moles <SEP> % <tb> <tb> SiO2 <SEP> 85. <SEP> 64 <tb> <tb> TiO2 <SEP> 8.05 <tb> <tb> A12O3 <SEP> 6. <SEP> 31 <tb> 13,- Verreà faible coefficient d'expansion thermique, caracté- risé en ce qu'il est formé essentiellement par les composants sui vants dans les quantités indiquées, basées sur la totalité de la com- EMI14.4 position : <Desc / Clms Page number 14> EMI14.1 Components Moles% - .a 1,, '"?' Μ /%) J". '] (Îi .. = i) sio2 80. 0-8 7 .0 -> - "'' '.'....' TiO2 1.9-8.1. - ¯ EMI14.2 <tb> A10 <SEP> 3.0-6.5 <tb> <tb> <tb> <tb> <tb> <tb> B2O3 <SEP> 4.2-9.17 <tb> 12.- Glass with low coefficient of thermal expansion, characterized in that it is formed essentially by the following components in the amounts indicated, based on the totality of the composition: EMI14.3 <tb> Components <SEP> Moles <SEP>% <tb> <tb> SiO2 <SEP> 85. <SEP> 64 <tb> <tb> TiO2 <SEP> 8.05 <tb> <tb> A12O3 <SEP> 6. <SEP> 31 <tb> 13, - Glass with low coefficient of thermal expansion, charac- terized in that it is formed essentially by the following components in the amounts indicated, based on the totality of the composition. EMI14.4 position: . position EMI14.5 <tb> Composants <SEP> Moles <SEP> % <tb> <tb> SiO2 <SEP> 84.7 <tb> <tb> TiO2 <SEP> 10. <SEP> 13 <tb> <tb> A12O3 <SEP> 5.17 <tb> EMI14.6 14, Objet réalise à partir de la composition suivant la reven- dication 1. . position EMI14.5 <tb> Components <SEP> Moles <SEP>% <tb> <tb> SiO2 <SEP> 84.7 <tb> <tb> TiO2 <SEP> 10. <SEP> 13 <tb> <tb> A12O3 <SEP> 5.17 <tb> EMI14.6 14, Object made from the composition according to claim 1. 15,- Objet réalisé à partir de la composition suivant la reven- diation 3 . 15, - Object made from the composition according to claim 3. 16,- Objet réalisé à partir de la composition suivant la reven- dication 6, 17.- Objet réalisé à partir de la composition suivant la reven- dication 7, 18. - Objet réalisé à partir de la composition suivant la reven- dication 9. 16, - Object produced from the composition according to claim 6, 17.- Object produced from the composition according to claim 7, 18. - Object produced from the composition according to claim 9. 19. - Objet réalisé à partir de la composition suivant la reven- dication 10. 19. - Object produced from the composition according to claim 10. 20,- Miroir astronomique réalisé à partir de la composition sui- vant la revendication 1. 20. - Astronomical mirror made from the composition according to claim 1. 21.- Miroir astronomique réalisé à partir de la composition sui- <Desc/Clms Page number 15> vant la revendication 3. 21.- Astronomical mirror made from the following composition <Desc / Clms Page number 15> before claim 3. 22,- Miroir astronomique réalisé à partir de la composition sui- vant la revendication 6, 23.- Miroir astronomique réalisé et partir de la composition sui- vant la revendication 7. 22, - Astronomical mirror made from the composition according to claim 6, 23.- Astronomical mirror produced and from the composition according to claim 7. 24.- Télescope astronomique, caractérisé en ce qu'il comprend un miroir réalisé à partir de la composition suivant la revendication 1, 25,- Télescopé astronomique, caractérisé en ce qu'il comprend un miroir réalisé à partir de la composition suivant la revendication 3. 24.- Astronomical telescope, characterized in that it comprises a mirror made from the composition according to claim 1, 25, - Telescopic astronomical, characterized in that it comprises a mirror made from the composition according to claim 3. 26,- Télescope astronomique, caractérisé en ce qu'il comprend un miroir réalisé à partir de la composition suivant la revendication 6. 26, - Astronomical telescope, characterized in that it comprises a mirror made from the composition according to claim 6. 27.- Télescope astronomique, caractérisé en ce qu'il comprend un miroir réalisé à partir de la composition suivant la revendication 7, 28.- Procédé pour la réalisation d'un verre à faible coefficient d'expansion thermique, formé essentiellement par trois des composants suivants dans les quantités indiquées, basées sur la totalité do la composition : 27.- Astronomical telescope, characterized in that it comprises a mirror made from the composition according to claim 7, 28.- Process for the production of a glass with a low coefficient of thermal expansion, formed essentially by three of the following components in the amounts indicated, based on the totality of the composition: EMI15.1 <tb> Composants <SEP> Moles <tb> <tb> <tb> SiO2 <SEP> 60-94 <tb> <tb> TiO2 <SEP> 1. <SEP> 5-22 <tb> <tb> <tb> <tb> B2O3 <SEP> 0-18 <tb> <tb> <tb> A12O3 <SEP> 0-10 <tb> caractérisé en ce qu'on fond dans un creuset en platine placé dans un four. 1600*C pendant au moins 2 heures jusqu'il obtention d'une fu- sion homogène les ingrédients cités constitues par du quartz Kona, du bioxyde de titane sous forme d'un réactif d'analyse et le restant, également sous forme de réactif d'analyse. EMI15.1 <tb> Components <SEP> Moles <tb> <tb> <tb> SiO2 <SEP> 60-94 <tb> <tb> TiO2 <SEP> 1. <SEP> 5-22 <tb> <tb> <tb> <tb> B2O3 <SEP> 0-18 <tb> <tb> <tb> A12O3 <SEP> 0-10 <tb> characterized in that one melts in a platinum crucible placed in a furnace. 1600 ° C for at least 2 hours until obtaining a homogeneous fusion the ingredients mentioned constituting Kona quartz, titanium dioxide in the form of an analysis reagent and the remainder, also in the form of reagent analysis. Bruxelles le 21 juin 1966. Brussels on June 21, 1966. Par Pon, de la Sté dite : OWENS-ILLINOIS INC. By Pon, of the Company known as: OWENS-ILLINOIS INC.
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