CZ283990B6 - Sklo pro zpožďování ultrazvuku, odolné proti stárnutí - Google Patents

Sklo pro zpožďování ultrazvuku, odolné proti stárnutí Download PDF

Info

Publication number
CZ283990B6
CZ283990B6 CS923761A CS376192A CZ283990B6 CZ 283990 B6 CZ283990 B6 CZ 283990B6 CS 923761 A CS923761 A CS 923761A CS 376192 A CS376192 A CS 376192A CZ 283990 B6 CZ283990 B6 CZ 283990B6
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
glass
aging
oxide
glasses
content
Prior art date
Application number
CS923761A
Other languages
English (en)
Inventor
Rainer Haspel
Marc Dr. Clement
Volkmar Geiler
Original Assignee
Schott Glaswerke Zentralbereich Recht, Patente
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Schott Glaswerke Zentralbereich Recht, Patente filed Critical Schott Glaswerke Zentralbereich Recht, Patente
Publication of CZ376192A3 publication Critical patent/CZ376192A3/cs
Publication of CZ283990B6 publication Critical patent/CZ283990B6/cs

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C4/00Compositions for glass with special properties
    • C03C4/0057Compositions for glass with special properties for ultrasonic delay lines glass
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C3/00Glass compositions
    • C03C3/04Glass compositions containing silica
    • C03C3/076Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight
    • C03C3/083Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing aluminium oxide or an iron compound
    • C03C3/085Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing aluminium oxide or an iron compound containing an oxide of a divalent metal
    • C03C3/087Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing aluminium oxide or an iron compound containing an oxide of a divalent metal containing calcium oxide, e.g. common sheet or container glass
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C3/00Glass compositions
    • C03C3/04Glass compositions containing silica
    • C03C3/076Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight
    • C03C3/102Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing lead
    • C03C3/105Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing lead containing aluminium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C3/00Glass compositions
    • C03C3/04Glass compositions containing silica
    • C03C3/076Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight
    • C03C3/11Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing halogen or nitrogen
    • C03C3/112Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing halogen or nitrogen containing fluorine
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N9/00Details of colour television systems
    • H04N9/12Picture reproducers

Abstract

Sklo pro zpožďování ultrazvuku, odolné proti stárnutí zejména pro zpožďovací vedení, využitelné v televitorech a videorekordérech, obsahuje hmotnostně 40 až 50 % oxidu křemičitého SiO.sub.2.n., 0,1 až 3 % oxidu hlinitého A.sup.l.sub.2.n.O.sub.3 .n.1 až 5 % oxidu draselného K.sub.2.n.O a dále může obahovat do 10 % oxidu bornatého B.sub.2.n.O.sub.3.n., do 2 % oxidu fosforitého P.sub.2.n.O.sub.3.n., do 1 % oxidu lithného Li.sub.2.n.O.sub., .n.do 1 % oxidu sodného Na.sub.2.n.O, přičemž celkový obsah oxidů alkalických kovů tvoří 1 až 5 % dále obsahuje 0,5 až 5 % oxidu barnatého BaO a může současně obsahovat do 2 % oxidu hořečnatého MgO, do 2 % oxidu vápenatého CaO, do 2 % oxidu strontnatého SrO a do 2 % oxidu zinečnatého ZnO, přičemž celkový obsah alkalických zemin + oxidů zinečnatého ZnO tvoří O,5 až 5 % a dále obsahuje 45 až 55 % oxidu olovnatého PbO a současně může obsahovat do 2 % oxidu lanthanitého La.sub.2.n.O.sub.3.n., do 2 % oxidu tantaličného Ta.sub.2.n.O.sub.5.n.ŕ

Description

Sklo pro zpožďování ultrazvuku, odolné proti stárnutí
Oblast techniky
Vynález se týká skla s dlouhodobou stálostí akustických vlastností pro ultrazvukové zpožďování, které se zejména výborně hodí pro ultrazvukové zpožďovací vedení odolné proti stárnutí.
Dosavadní stav techniky
Zpožďovací vedení se využívají mimo jiné v rádiové měřicí technice, regulační elektrotechnice, počítačích nebo i v televizní technice.
Jeho využití spočívá například v tom, že se, elektrický přenosový signál na vstupní straně přeměňuje piezoelektricky pomocí vhodného měniče na mechanické, s výhodou ultrazvukové kmity, a získaný akustický signál se po průchodu skleněným tělesem mění opět v elektrický signál. Elektrický signál, který takto vznikne, vykazuje oproti původnímu určité požadované zpoždění, protože rychlost šíření mechanického kmitání v pevném tělese jako je sklo, je asi 40 až 50 x menší, než rychlost elektromagnetického vlnění. Vzhledem k značnému rozdílu těchto rychlostí lze dosáhnout na krátkých dráhách velkého zpoždění elektrického signálu.
U televizního barevného systému PAL je nutno, aby se zabránilo chybám barevných tónů, směšovat barevný signál jedné řádky s barevným signálem následující, zpožděným o 64 ps.
Cílem tohoto způsobuje dokonale kompensovat určitou fázovou chybu, objevující se v jednom směru, pomocí signálu stejné velikosti, posunutým o 180 °.
Úloha tepelně stálých skleněných zpožďovacích vedení spočívá v tom, aby se akumulovaný elektrický signál získal na výstupu zpožďovacího vedení po proběhnutí zpožďovací doby 65 ps. Za tím účelem se modulovaný barevný signál přemění na ultrazvukové vlnění, které prochází skleněným tělesem jako zpožďovacím médiem.
Dalším využitím tepelně stálých zpožďovacích vedení je jejich použití jako kombinovaných filtrů v systémech PAL a NTSC pro barevnou televizi.
Nezbytná zpožďovací doba činí při shora zmíněném použití asi 64 ps pokud se užívá obrazu s 625 řádky a frekvence 50 Hz. Pro frekvenci 4,43 MHz, která přichází v úvahu, kdy je potřebná šířka pásma asi 5 MHz, je popsané sklo velmi vhodné jako zpožďovací médium vzhledem k tomu, že rychlost šíření zvukových vln ve skle je asi čtyřicetkrát nižší než rychlost elektromagnetického vlnění v kovových vodičích.
Současně však musí sklo mít takové vlastnosti, zejména akustické, aby splňovalo celou řadu dalších požadavků:
1. Útlum ve skle nesmí překročit určitou hranici, neboť jinak by byl poměr mezi vyzářeným a získaným signálem příliš špatný. Uvedený mezní útlum se liší u jednotlivých aplikací. U zpožďovacích vedení pro zpožďování signálů barevné televize by například útlum neměl překročit hodnotu 0,07 dB/cm při 4,4 MHz.
2. Rychlost šíření ultrazvukových vln ve skle se musí pohybovat v určitém intervalu a navíc je výhodné, jestliže je v rámci tohoto intervalu cíleně nastavitelná. Z výše popsaných důvodů činí tento rozsah při přenosu signálů barevné televize 2 400 až 2 600 m/s. Kromě toho musí být
- 1 CZ 283990 B6 rychlost šíření ultrazvuku ve skle nastavitelná pomocí parametrů tohoto skla, zejména pomocí jeho složení.
3. Doba průchodu signálu sklem se nesmí ve stanoveném teplotním rozmezí odchýlit od požadované jmenovité hodnoty více než je povoleno, neboť podstatná změna v době zpoždění by například u přenosu barevného televizního signálu měla za následek zhoršení kvality obrazu při změně teploty. Změna doby průchodu signálu sklem v závislosti na teplotě skla je v teplotním intervalu 10 až 60 °C charakterizována teplotními koeficienty z/T. V současné době jsou požadavky na kvalitu takové, že při době zpoždění 64 μ3 u systému Pal nesmí překročit 5 ns v celém již zmíněném teplotním rozmezí od 10 do 60 °C.
V literatuře bývá také uváděna hodnota 1/z . dz/dt = TC. V tomto výrazu z je požadovaná doba zpoždění (tedy v předepsaném rozmezí použití zpravidla 64 μβ), dz je změna doby průchodu v pozorovaném teplotním intervalu (např. 5 ns) a dt je odpovídající teplotní rozmezí (asi 50 °C). Hodnoty 1/z . dz/dt by se měly pohybovat zhruba v rozmezí ±2.10'6/°C.
4. Hodnota z/T by se měla nechat jemně nastavit. Vzhledem ktomu, že ultrazvukové měniče a vrstvy pájky, které se používají společně se sklem pro výrobu zpožďovacího vedení, vykazují rovněž určitou teplotní závislost, je třeba použité médium pro zpožďovací vedení nastavit pro konkrétní použité měniče a pájky. K tomu je třeba mít například možnost ovlivnit hodnotu z/T použitého média tak, aby doba průchodu signálu v závislosti na teplotě buď stoupala nebo klesala. Toto jemné nastavení s výhodou umožňuje takové médium, jako je sklo, jehož složky s tím i vlastnosti lze měnit v širším rozmezí.
5. Skla musejí být v dostatečné míře zpracovatelná, zejména tavením, aby je bylo možno vyrábět v kontinuálních zařízeních, a musejí mít dobrou krystalickou stabilitu.
Dosud je známo několik speciálních skel, která více nebo méně dobře splňují výše popsané požadavky.
DE-AS 15 96 908 například zveřejňuje údaje o sklech na bázi Si02 PbO a oxidů alkalických kovů jako zpožďovací médium pro akustické zpožďovací vedení, přičemž molámí složení těchto skel je, uvedeno v molámích procentech, následující: 70 až 78% SiO2, 15 až 30% Pbo. přičemž maximálně 5 molámích % PbO může být nastaveno alespoň jedním z oxidů, vybraných ze skupiny, zahrnující MgO, BaO, CaO a SrO, dále 0 až 7 % Na2O + K2O, z toho Na2O maximálně 0,5 %, v maximálně 0,5 % Sb2O3 + As2O3.
Skla podle příkladů provedení v tomto DE-AS 15 96 908 se sice uvádějí jako splňující veškeré požadavky, které jsou kladeny na tlumení a rychlost šíření mechanických kmitů, ale ze spisu DE-AS 15 96 908 nelze vyhodit, jaká je odolnost proti stárnutí. Kromě toho se v DE-AS 15 96 908 uvádí příklady skel s hodnotou TC od -4 do -5 . ÍO^C, která je zhruba dvakrát vyšší, než požadovaná hodnota 1/z . dz/dT, které odpovídá asi ± 2 x 10’6/°C.
Další skla pro zpožďovací vedení u barevného televizního přenosu nebo u videorekordérů jsou uvedeny v JP-OS 88-166735. SiO2-PbO-oxid alkalického kovu. Sklovina podle tohoto spisu má v roztaveném stavu celkový obsah od 0,1 do 50 hmotnostních procent oxidů alkalických kovů Cs2O+Li2O+Na2O+K2O+Rb2O, přičemž ve směsi musí být přítomno 0,1 až 50 hmot. % Cs2O. Tato skla vykazují zpravidla dostatečně naladitelnou rychlost šíření ultrazvukových kmitů a mají též uspokojivé hodnoty koeficientů, charakterizujících závislost rychlosti šíření kmitů na teplotě. Z příkladů, uvedených v tomto spisu lze odvodit, že až na několik málo výjimek se v průměru skutečně dostane do taveniny asi 10 až 20 hmotnostních procent Cs2O. Vzhledem ktomu že horniny obsahující cesium jsou zpravidla relativně drahé, jsou i uvedená skla velice drahá. Při
-2 CZ 283990 B6 tom jsou rozmezí složení skel podle uvedeného japonského zveřejněného spisu tak široká, že při postupu podle JP-OS mohou být získána i skla s vysokými hodnotami tlumení.
Dále jsou obchodně dostupná skla, která obsahují jako složky v podstatě pouze SiO2, PbO a K2O. tato skla splňují také celkem dobře požadavky na tlumení, rychlost šíření mechanických kmitů a její závislost na teplotě, ale tato skla stejně jako další popsaná skla podléhají vesměs velmi silně stárnutí. V podstatě se má za to, že u zpožďovacích vedení z těchto skel dochází vždy k určitému úbytku doby zdržení v závislosti na čase. Proto je ještě jeden další požadavek, který je sledován u zpožďovacích vedení, která lze vyjmout:
6. U vkládacích prvků v elektrických řídicích obvodech a podobných aplikacích s dlouhodobou životností se doba zpoždění nesmí s časem měnit, nebo jinak je nutná předčasná výměna částí. Změna doby zpoždění v závislosti na čase (aging neboli stárnutí) závisí na skle, pájce a měniči a vyjadřuje se logiritmicky. Charakteristickou veličinou pro vyjádření stárnutí je změna doby zpoždění za dekádu zJt, přičemž dekáda je stanovena počtem dnů. Neměla by překračovat 2 nanosekundy za dekádu.
V řešení problémů diskutovaného stavu techniky spočívá podstata úlohy vynálezu, vylepšit skla pro zpožďování ultrazvukových vln, aby splňovala požadavky elektrického průmyslu na rychlost šíření vln, která musí ležet v určité toleranci. Dále tato skla mají zlepšenou tepelnou stabilitu a současně lepší dlouhodobou stálost rychlosti šíření vln, přičemž vykazují nízký útlum a dobrou krystalickou stabilitu, takže mohou být vyráběna na kontinuálních zařízeních. Zároveň jsou ceny jejich kmenů relativně nízké.
Podstata vynálezu
Tyto a další úlohy řeší sklo pro zpožďování ultrazvuku, odolné proti stárnutí podle vynálezu, jehož podstatou je, že jeho složení je v hmotnostních procentech následující:
SiO2 40 50
A1,Ó3 0,1 3
k2’o 1 5
BaO 0,5 5
PbO 45 55
a ostatní čeřidla do obsahu nejvýše 0,5 % hmotnostních.
Výhodná složení skel podle vynálezu jsou uvedena závislých nárocích 2 až 4. Vybraná provedení skel podle vynálezu jsou pak uvedena v nárocích 5 a 6.
Vynález umožňuje v prvé řadě získat skla vhodná k nastavování doby zpoždění při současném dodržení rámcové ceny uvedené shora, přičemž tato skla umožňují vyrobení zpožďovacích vedení s potlačeným stárnutím, tedy s dlouhodobou stabilitou rychlosti šíření ultrazvukových vln ve skleněném médiu. Tato skla proto představují výrazné zlepšení oproti známým sklům.
Skla podle vynálezu náleží k obchodnímu typu skel o základním složení SiO2—PbO-oxid alkalického kovu. Skla podle vynálezu proti mají přibližně mezi 40 a 50 hmotnostními % SiO2 a mezi 45 a 55 hmotnostními % PbO. Ve výhodném provedení obsahují skla podle vynálezu 42 až 48 hmotnostních % SiO2 a PbO umožňují především u skel pro zpožďovací vedení nastavit dobu zpoždění podle použitého měniče a pájky.
Skla podle vynálezu obsahují jako důležitý podíl 1 až 5 hmotnostních % oxidů alkalických kovů, přičemž tento podíl může obsahovat, vztaženo na celkovou směs, 0 až 1 hmot. % Li2O, 0 až 1
-3 CZ 283990 B6 hmot. % Na20 a 1 až 5 hmot. % K2O. Ve zvláště výhodném provedení obsahují skla podle vynálezu pouze K2O v množství mezi 2 a 4 hmot. %, vztaženo na 100 hmot. % celkového množství skloviny. Oproti sklům, známým ze stavu techniky, vykazují tedy skla podle vynálezu výrazně snížený obsah alkalických kovů. Oxidy alkalických kovů ve sklovině při vyšším obsahu negativně ovlivňují zpomalení stárnutí, ale naproti tomu snižují ve sklech útlum. Obsah alkalických kovů větší než 5 hmot. % vede k neúnosnému urychlení stárnutí skla. Snížíme-li naopak obsah oxidů alkalických kovů pod minimální hranici uváděného rozmezí podle vynálezu, tedy pod 1 % hmotnostní, tak se sice zlepší odolnost skla proti stárnutí, ale útlum signálu ve skle dosáhne hodnoty, která již není uspokojivá. Z oxidů alkalických kovů je K2O obzvlášť výhodný, neboť výrazně usnadňuje zpracovatelnost směsi při tavení a také proto, že vlastnosti skla mohou mít při některé směsi více oxidů alkalických kovů tendenci měnit se skokem („Mischalkalieffekt“). Ke K2O lze bez újmy přidat do 1 hmot. % Na2O nebo do 1 hmot. % Li2O.
Jako další významné složky obsahují skla podle vynálezu A12O2 v množství 0,1 a 3 % hmot., přičemž v obzvláště výhodném provedení množství A12O3 není vyšší než 1 % hmot. Vedle snížení obsahu alkalických kovů, obzvláště významného pro stárnutí, přináší vynález překvapivé zjištění, že přísada malého množství A12O3 má na stárnutí vlastností skla pozitivní účinek. Obsah A12O3 není samozřejmě jediným znakem, který přispívá k dosažení účinků vynálezu, nicméně nesmí být překročena směrem dolů jeho spodní hranice, tj. 0,1 hmot. %. Naproti tomu překročení horní hranice obsahu A12O3, tj. použití více než 3 hmot. % A12O3 způsobí zvýšení útlumu ve skle, které je jako hmota již nepřijatelné, a jako další nevýhoda se projeví vyšší obsah A12O3 zvýšením spotřeby energie při výrobě skla, neboť teplota tání se zvyšujícím se obsahem A12O3 roste a pro roztavení skla by byla nutná vyšší teplota.
Další podstatnou složkou skel podle vynálezu je oxid bamatý, který je ve skle podle vynálezu přítomen v množství od 0,5 do 5 hmot. %, ve výhodném provedení v množství od 1 do 3 hmot. %. Oxid bamatý se přidává zejména proto, aby se zlepšila zpracovatelnost skloviny. Jeho množství pod 0,5 hmot. % by bylo pro tento požadovaný účel nedostatečně účinné. Současně působí obohacení skla podle vynálezu oxidem bamatým pozitivně na zabránění stárnutí. Pokud by však obohacení oxidem bamatým překročilo uváděnou mez, projevilo by se odskelňování a produktivita výroby by tím utrpěla. Část podílu oxidu bamatého nad 0,5 hmot. % až do 5 hmot. % může být doplněna oxidy jiných dvojmocných kovů, jako například oxidem hořečnatým v množství od 0 do 2 hmot. %, oxidem strontnatým v množství od 0 do 2 hmot. % nebo také oxidem zinečnatým v množství od 0 do 2 hmot. %.
Jako nepodstatné složky mohou skla podle vynálezu obsahovat do horní hranice celkem 2 hmot. % La2O3, Ta2O5, WO3, ZrO2, TiO2 a/nebo F, přičemž každá z uvedených složek s výjimkou F, jehož obsah by neměl být větší než 1 hmot. %, je obsažena ve skle podle vynálezu v množství do 2 hmot. %, avšak zároveň celkový obsah uvedených komponent není vyšší než 2 hmot. %. Uvedené kovy alkalických zemin, stejně jako další obecně při výrobě skla známé složky, mohou být přidány v maximálním obsahu podle vynálezu, aniž by bylo možno očekávat, že se projeví nepříznivé vlastnosti. Tyto komponenty však výrazně zvyšují cenu celé směsi, takže ve výhodném provedení se nepoužívají.
Jako poslední složku mohou skla podle vynálezu obsahovat v oboru výroby skla známé čeřidlo v množství maximálně 0,5 hmot. %. Sklovina při výrobě skla podle vynálezu se může čeřit s použitím čeřidel, známých z dosavadního stavu techniky, tedy přicházejí v úvahu například Sb2O3, stejně jako dusičnany, sírany a další čeřidla. Horní hranice jejich obsahu ve skle není stanovena, bylo však zjištěno, že shora uvedená čeřidla, stejně jako běžná čeřidla, vlastnosti skla, zejména akustické, neovlivňují.
Ve výhodném provedení tvoří sklovinu pouze SiO2, PbO, K2O, BaO a A12O3, v podílech těchto látek ve skle u vedených shora, přičemž maximální obsah čeřidla je 0,5 hmot. %. Tato skla vykazují ve spojení s vhodnou pájkou a měničem zcela mimořádné výhody, neboť rychlost šíření
-4CZ 283990 B6 zvukových vln je v tomto skle od 2 400 do 2 600 m/s a teplotní koeficienty pro dobu zpoždění 1/z . dz/dt v teplotním intervalu od 10 do 60 °C jsou menší než 2 . ÍO^C.
Dále je výhodné, že omezení stárnutí skla podle vynálezu, vyjádřeno jako změna doby zpoždění za deset dní, je menší nebo rovna 2 nanosekundám.
V následující části bude vynález objasněn pomocí příkladů konkrétních tavených skel a jejich naměřených akustických vlastností.
Přehled obrázků na výkresech
Vynález nyní bude popsán na příkladech provedení podle přiložených výkresů, na nichž obr. 1 znázorňuje grafy závislosti změny doby zpoždění v nanosekundách na teplotě ve °C a obr. 2 sem i logaritmické grafy změny doby zdržení v nanosekundách vynesené proti době stárnutí ve dnech pro tři příklady skel podle vynálezu a pro známé sklo.
Příklady provedení vynálezu
Tabulka 1 uvádí přehled příkladů skel podle vynálezu, přičemž NN označené sklo odpovídá stavu techniky. Dále jsou v tabulce 1 uvedeny pro každý z pěti příkladů skla podle vynálezu i pro sklo známé (NN) výsledky měření rychlosti šíření kmitů v m/s, měrné hmotnosti v g na cm3 a údaje o koeficientech doby zdržení, změna doby zdržení z v závislosti na teplotě v intervalu mezi + 10 a+60 °C.
Skla podle vynálezu byla připravena následujícím způsobem:
Suroviny (oxidy, uhličitany, atd.) byly odměřeny a dobře promíseny. Narážka kmene se tavila při teplotě 1480 °C, poté čeřila a dobře homogenizovala. Odlévání se provádělo při teplotě kolem 1480 °C do předehřáté formy, přičemž sklo se vyrábělo v kontinuální taviči vaně.
Rychlost šíření zvukových kmitů byla u získaných vzorků skla stanovována následovně:
Ze zkoumaných tavenin se odstřihnou tyčky jako zkušební vzorky, vybrousí se do tvaru kvádrů a ochladí. Tak se získají zkušební tělíska, odrážející ultrazvuk. Metalizace povrchu skleněných vzorků, která umožňuje nanesení piezoelektrického měniče, se provede pomocí redukčního roztoku vyloučením kovu nebo rozprašovací technikou. Na metalizovaný povrch skla se přiletují piezoelektrický měnič, tvořený materiálem Sonox SP-2.
Měření základní velikosti doby zpoždění, stejně jako změny doby zpoždění s teplotou, se provádí obvyklými měřícími technikami. Při tom se měří signál o frekvenci 4 433 618 Hz, získaný z vysokofrekvenčního oscilátoru, jednou přímo, a jednou se nechá procházet testovaným zpožďovacím vedením. Oba tyto signály se měří vektorovým voltmetrem a stanoví se jejich fázové posunutí. Z rozměrů zkušebních kvádrů a z naměřených hodnot se vypočte základní doba zpoždění a její změna s teplotou.
Měřené vzorky se udržují při žádané teplotě z rozmezí od 10 do 60 °C v temperovaném prostředí v držácích.
-5 CZ 283990 B6
Tabulka 1
Hmot. % l 2 3 4 5 NN
SiO2 46,33 45,32 45,69 45,82 45,76 48,26
PbO 48,32 49,33 48,50 48,83 48,81 43,53
K2O 3,40 3,40 2,88 3,39 3,45 8,20
BaO 1,80 1,80 2,33 1,80 1,83 -
ai2o3 0,15 0,15 0,61 0,15 0,15 -
v (m/s) 2522,6 2501,6 2528,5 2510,8 2509,5 2515
P (g/cm3) 3,73 3,78 3,76 3,75 3,75 3,48
z/T (ns) >5 >5 >5 >5 >5 >5
(10-60 °C)
1/z. dz/dT
(.106/°C) 1,2 1,2 0,8 1,0 1,0
(10-60 °C)
Výsledky měření pro skla, uváděná jako příklady, a pro sklo známé, jsou znázorněny na obr. 1 a
2. V nich jsou znázorněny na obr. 1 grafy závislosti změny doby zpoždění v nanosekundách na teplotě ve °C v teplotním intervalu mezi +10 a +60 °C při kroku 10 °C pro příklady skel 1 až 3, a na obr. 2 semilogaritmické grafy změny doby zdržení v nanosekundách vynesené proti době stárnutí ve dnech pro tři příklady skel podle vynálezu 1 až 3 z tabulky 1 a pro známé sklo NN znázorněné v grafickém příkladu 4.
V příkladech skel 1 až 3 se mění obsah SiO2 a PbO v celkové směsi podle vynálezu. Z obr. 1 vyplývá, že v závislosti na obsahu SiO2 a PbO při stejné teplotě se může z/t měnit, aniž by překročila horní hranici pro z/T 5 nanosekund v dovoleném teplotním intervalu mezi +10 a +60 °C, takže pomocí úpravy obsahu SiO2 a PbO lze přizpůsobit vlastnosti vyráběného skla vhodnému měniči.
Vliv obsahu A12O3 a BaO a snížení obsahu K2O u skel podle vynálezu na omezení rychlosti stárnutí ukazuje obrázek 2. Vedle změny doby zdržení u příkladů 1 až 3 je také znázorněna změna doby stárnutí u známého skla z tabulky 1. Z grafů na obr. 2 je zřejmé, že známé sklo podléhá rychleji stárnutí než skla podle příkladů 1 až 3.
Shora popsané příklady ukazují, že skla podle vynálezu na bázi SiOj-PbO-oxid alkalického kovu lze pomocí přísady malého množství A12O3 a snížením obsahu alkalických kovů přizpůsobit tak, že mají vyhovující rychlost šíření zvukových vln při dostatečně nízkém útlumu, a zároveň také teplotní koeficienty z - T zcela vyhovující ve srovnání se skly podle známého stavu techniky a dosahují omezení vlivu stárnutí.
Skla podle vynálezu jsou použitelná jako zpožďovací látky pro akustická zpožďovací vedení. Zvláště skla o složení skloviny podle příkladů provedení jsou mimořádně výhodná pro uvedené použití. Skla podle vynálezu jako zpožďovací hmoty pro zpožďovací vedení jsou zvláště vhodná pro zpožďování signálu v barevných televizních přijímačích nebo videorekordérech.
Další výhodná provedení a výhody skel se sníženou rychlostí stárnutí podle vynálezu jsou patrná z následujících patentových nároků.

Claims (5)

  1. PATENTOVÉ NÁROKY
    1. Sklo pro zpožďování ultrazvuku, odolné proti stárnutí, vyznačující se tím, že jeho složení je v hmotnostních procentech následující:
    SiO2 40 50 ai2o3 0,1 3 K2O 1 5 BaO 0,5 5 PbO 45 55
    a ostatní čeřidla do obsahu nejvýše 0,5 % hmotnostních.
  2. 2. Sklo pro zpožďování ultrazvuku, odolné proti stárnutí, podle nároku 1, vyznačující se tím, že jeho složení je v hmotnostních procentech následující, přičemž součet zvolených složek činí 100 %
    SiO2 42 48 PbO 47 53 K2O 2 4 BaO 1 3 A12O3 0,1 1
    a známá čeřidla do obsahu nejvýše 0,5 % hmotnostních.
  3. 3. Sklo pro zpožďování ultrazvuku, odolné proti stárnutí, podle nároku 1, vyznačující se t í m , že dále obsahuje v hmotnostních procentech
    b2o3 0 10 P2O5 0 2 Li2O 0 1 Na2O 0 1, přičemž obsah oxidů alkalických kovů celkem je 1 až 5 MgO 0 2 CaO 0 2 SrO 0 2 ZnO 0 2, přičemž obsah
    oxidů alkalických zemin + ZnO celkem je 0,5 až 5,
    La2O3 0 2 Ta2 0 2 WO3 0 2 ZrO2 0 2 TiO2 0 2 F 0 1, přičemž obsah La2O3+T a2Os+WO3+ ZrO2+TiO2+F celkem je 0 2.
  4. 4. Sklo pro zpožďování ultrazvuku, odolné proti stárnutí podle nároku 2, vyznačující se tím, že složení komponent je zvoleno tak, že jeho rychlost šíření zvukových vln je mezi 2400 a 2600 m/s a v teplotním intervalu od 10 do 60 °C má koeficient teplotní závislosti doby zpoždění 1/z.dz/dT menši než 2 x ÍO^C.
  5. 5. Sklo pro zpožďování ultrazvuku, odolné proti stárnutí podle jednoho z nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že složení komponent je zvoleno tak, že změna doby zpoždění za deset dní je menší nebo rovna 2 ns.
CS923761A 1992-01-29 1992-12-18 Sklo pro zpožďování ultrazvuku, odolné proti stárnutí CZ283990B6 (cs)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE4202369A DE4202369C2 (de) 1992-01-29 1992-01-29 Alterungsbeständiges Glas für die Ultraschallverzögerung und dessen Verwendung

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CZ376192A3 CZ376192A3 (en) 1994-05-18
CZ283990B6 true CZ283990B6 (cs) 1998-07-15

Family

ID=6450456

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CS923761A CZ283990B6 (cs) 1992-01-29 1992-12-18 Sklo pro zpožďování ultrazvuku, odolné proti stárnutí

Country Status (7)

Country Link
JP (1) JPH05279073A (cs)
KR (1) KR930016360A (cs)
CZ (1) CZ283990B6 (cs)
DE (1) DE4202369C2 (cs)
FR (1) FR2686598B1 (cs)
GB (1) GB2263697B (cs)
SK (1) SK376192A3 (cs)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05270854A (ja) * 1992-03-26 1993-10-19 Hoya Corp 超音波遅延線素子用ガラス

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL142547B (nl) * 1965-04-15 1974-06-17 Philips Nv Akoestische vertragingslijn.
JPS5171315A (ja) * 1974-12-18 1976-06-21 Hoya Glass Works Ltd Choonpachensenyogarasu
AU505308B2 (en) * 1976-09-21 1979-11-15 Asahi Glass Company Limited Glass for use in ultrasonic delay lines
JPS6287434A (ja) * 1985-10-12 1987-04-21 Minolta Camera Co Ltd 超音波遅延線用ガラス
JPS63166735A (ja) * 1986-12-27 1988-07-09 Ohara Inc 超音波遅延線用ガラス

Also Published As

Publication number Publication date
SK376192A3 (en) 1995-02-08
FR2686598B1 (fr) 1995-06-09
GB2263697A (en) 1993-08-04
DE4202369C2 (de) 1994-12-01
CZ376192A3 (en) 1994-05-18
FR2686598A1 (fr) 1993-07-30
GB2263697B (en) 1995-07-05
JPH05279073A (ja) 1993-10-26
KR930016360A (ko) 1993-08-26
DE4202369A1 (de) 1993-08-05
GB9300940D0 (en) 1993-03-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5281560A (en) Non-lead sealing glasses
US5543366A (en) Low temperature glass paste with improved thermal stress properties
US4540671A (en) Glass-ceramic product
US5250474A (en) Glass powder which is crystallizable to yield a sintered glass ceramic containing hexagonal cordierite as the principal crystalline phase
JPH0710598A (ja) 低誘電率ガラス繊維
JP7405987B2 (ja) 熱膨脹係数の低いガラス繊維
US4123731A (en) Glass for use in ultrasonic delay lines
CZ283990B6 (cs) Sklo pro zpožďování ultrazvuku, odolné proti stárnutí
PL168761B1 (pl) Masa szklana na podloza elementów elektronicznych PL
JP2001010843A (ja) 結晶性低融点ガラスおよび封着用組成物
RU1809823C (ru) Порошкова композици дл пайки колб телевизионных кинескопов
US3154425A (en) Temperature stable ultrasonic delay lines
JP7218531B2 (ja) 半導体素子被覆用ガラス及びこれを用いた半導体被覆用材料
US4731347A (en) Glass frit composition
JP3274600B2 (ja) 接着用ガラス組成物と接着方法
JPS63166735A (ja) 超音波遅延線用ガラス
CN114873920A (zh) 一种微晶玻璃及多层无机膜滤波器
US5612261A (en) Sealing glass composition and method of making and of using
US3723143A (en) Glass compositions for ultrasonic delayed action lines
JPS63222040A (ja) 超音波遅延線用ガラス
JPH08225339A (ja) 超音波遅延線素子用ガラス
US6248679B1 (en) Low temperature sealing glass
US3857713A (en) Alkali free lead silicate glass medium for ultrasonic delay lines
JPS62278143A (ja) 超音波遅延線用ガラス
JPS6027619A (ja) 超音波遅延線用ガラス