Brevet FR2027647A1 — publié le 19701002

La présente invention est relative à un procédé pour le recouvrement de matériaux métalliques, et principalement de matériaux métalliques de forme allongée, tels que par exemple des fils, ou des bandes. On connaît actuellement de nombreux procédés de recouvrement de matériaux métalliques dans lesquels la matière servant au recouvrement proprement dit, après avoir été pulvérisée ou vaporisée dans une enceinte appropriée, se condense sur le matériau à recouvrir. Dans le cas où les matériaux métalliques à recouvrir présentent une forme allongée, ou un encombrement relativement important vis-à-vis de celui du dispositif émettant la matière vaporisée, il est en général assez difficile d'obtenir sur le matériau un recouvrement dont l'épaisseur soit parfaitement uniforme. Cette absence d'uniformité dans l'épaisseur du dépôt trouve son origine dans les différences de longueur existant entre les chemins que la vapeur produite doit parcourir pour atteindre les différentes parties du matériau à recouvrir, les parties les plus proches étant davantage recouvertes que les plus éloignées . La présente invention a pour objet un procédé permettant de remédier à ces inconvénients de façon particulièrement efficace. Le procédé objet de la présente invention, appliqué dans une enceinte appropriée où règne une faible pression (par exemple de l'ordre de 10 ^ à 10 ^ Torr) et contenant de la matière destinée à servir au recouvrement d'un matériau métallique, ladite matière étant portée à une température suffisante pour qu'elle se vaporise, et le matériau étant disposé à proximité de ladite matière et au moins partiellement en face de la surface libre de celle-ci, est essentiellement caractérisé en ce qu'on place également dans l'enceinte au moins un écran destiné à servir de réflecteur à la matière vaporisée, en ce qu'on porte ledit écran à une température au moins égale à la température de fusion de cette matière, et en ce qu'on le dispose et l'oriente de façon à ce qu'une partie au moins de la vapeur venue en contact avec ledit écran, soit réfléchie par celui-ci en direction des zones dudit matériau situées peu ou pas en face de ladite surface libre. La figure 1 ci-jointe, donnée a titre d'exemple non limitatif, permet de mieux se rendre compte de la façon dont on peut mettre en oeuvre le procédé ci-dessus décrit. Sur cette figure, le matériau à recouvrir 1 est disposé au-dessus d'un creuset contenant de la matière de recouvrement 2 et on place un ou deux écrans 3 et ii en oblique, en contre-haut dudit matériau, ce qui permet par réflexion de la matière vaporisée 7 sur les écrans, d'assurer un dépôt uniforme sur la 69 45362 2 2027647 face supérieure 5 du matériau à recouvrir ; l'ensemble creuset-matériau à recouvrir-écran est placé dans une enceinte 6 sous dépression. Suivant une variante avantageuse de l'invention, le procédé ci-dessus décrit est appliqué de façon continue à un matériau filiforme ou en forme de 5 bande, en faisant défiler à vitesse appropriée ledit matériau à recouvrir, entre d'une part le ou les écrans, et d'autre part la matière destinée au recouvrement. Les écrans peuvent par ailleurs être plans ou incurvés, suivant les nécessités géométriques locales. Cette mise en oeuvre particulière du procédé, objet de l'invention, est 10 schématisée sur la figure 2 ; sur cette figure, le matériau à recouvrir 1 -en l'occurrence des fils disposés parallèlement les uns aux autres- circule au-dessus du creuset 2 contenant la matière à vaporiser et en-dessous d'un écran incurvé 3, l'ensemble creuset-fils-écran étant encore placé dans une enceinte sous dépression. 15 Suivant une autre variante avantageuse du procédé de l'invention, les écrans font partie de l'enceinte elle-même, ou sont constitués par cette enceinte elle-même, dont la face intérieure est portée à une température au moins égale à la température de fusion du matériau à recouvrir. Conformément à l'invention et suivant une modalité de cette dernière va~ 20 riante, on peut constituer l'enceinte au moyen d'un réservoir cylindrique, y disposer un réceptacle pour la matière de recouvrement, et faire défiler le matériau à recouvrir au-dessus du réceptacle, l'entrée dudit matériau à recouvrir dans l'enceinte et sa sortie de celle-ci étant assurées de façon . étanche par un dispositif approprié, connu en soi. 25 Egalement suivant une autre modalité de cette variante particulièrement applicable, dans le cas de recouvrement de fils, on peut constituer l'enceinte au moyen d'un réservoir cylindrique et y disposer un élément constituant la matière de recouvrement ; on fait défiler le matériau à proximité de la matière de recouvrement, le cheminement du matériau dans l'enceinte se faisant 30 avantageusement parallèlement audit élément constituant le matériau de recouvrement, l'entrée dudit matériau dans l'enceinte et sa sortie de celle-ci étant assurées de façon étanche par un dispositif approprié connu en soi. La figure 3 ci-annexée donne une représentation schématique d'ur.e telle irise en oeuvre de l'invention où le matériau à recouvrir 1 constitué par un 35- réseau de fils métalliques parallèles est introduit dans une enceinte 6 sous dépression ; ces fils sont disposés autour-d'un fil auxiliaire 8 constituant la matière du revêtement à effectuer. Par bombardement de ce fil auxiliaire £ l'aide d'un canon ^ électrons approprié, on vaporise la matière de revêtement qui se dépose sur lesdits fils 1 soit directement, soit après réflexion 45362 3 2027647 sur la paroi intérieure de l'enceinte 6 qui seifc d'écran cylindrique 3 et est pour cela portée à une température au moins égale à la température de fusion de la matière constitutive du fil auxiliaire 8. La disposition des fils à recouvrir, des fils auxiliaires constituant la matière de recouvrement et des canons a électrons peut se faire de façon quelconque et c'est seulement à titre purement d'exemple que l'on décrira ci-dessous une disposition particulièrement avantageuse pour assurer un revêtement uniforme. Suivant cette variante, on déplace un ensemble de fils à recouvrir, dans un réseau constitué de fils auxiliaires et de canon à électrons, chaque fil auxiliaire étant soumis au bombardement d'au moins un canon, - les fils à recouvrir étant parallèles entre eux, et de préférence régulièrement espacés les uns par rapport aux autres, - les fils auxiliaires étant parallèles entre eux et de préférence régulièrement espacés les uns par rapport aux autres, - les fils à recouvrir étant sensiblement parallèles aux fils auxiliaires, - les fils à recouvrir ne rencontrant ni fil auxiliaire ni canon ni trajectoire d'électron pendant leur déplacement. De cette façon, les vapeurs produites par le bombardement de l'un ou l'autre des fils auxiliaires poiarront se condenser sur chaque portion de fils à recouvrir, tant que, pendant son déplacement, cette portion restera dans le réseau des fils auxiliaires et de celui des canons. Suivant une variante avantageuse de ce procédé particulier, le déplacement des fils à recouvrir se fait parallèlement aux fils auxiliaires, ce qui permet un défilement continu des fils à recouvrir, et par conséquent, une mise en oeuvre continue du procédé. Il existe de multiples façons de concevoir la disposition des fils à recouvrir, des fils auxiliaires et des canons, il y a toutefois un avantage technique et économique certain à utiliser le minimum de fils auxiliaires et de canons, tout en assurant au mieux (le plus régulièrement possible) un bon recouvrement du plus grand nombre de fils. A cet égard, suivant une modalité particulièrement intéressante de la disposition sus-mentionnée, les fils à recouvrir sont disposés chacun à une arête d'un réseau de prismes hexagonaux imbriqués entre eux à la façon d'un nid d' abeilles, les fils auxiliaires sont placés chacun suivant l'axe d'un desdits prismes et chaque canon est placé entre deux fils auxiliaires, à raison d'un canon par deux fils. On constate que grâce à cette disposition, chaque "fil à recouvrir (sauf les fils les plus extérieurs du réseau) se trouve dans l'axe d'un prisme 45362 2027647 triangulaire équilatéral dont chaque arête est occupée par un fil auxiliaire. Afin d'assurer une égale possibilité de recouvrement pour tous les fils, on dispose des fils auxiliaires à l'extérieur du réseau des fils à recouvrir, de telle façon que même les fils extérieurs de ce réseau soient également placés chacun dans l'axe d'un prisme triangulaire équilatéral dont chaque arête est occupée par un fil auxiliaire. On peut de cette façon assurer par exemple le recouvrement simultané de h2 fils avec seulement 30 fils auxiliaires et 15 canons. La figure U ci-jointe permet de se rendre compte de la disposition à adopter dans ce cas. Cette figure représente une section transversale du réseau mentionné plus haut. Un ensemble de 1U hexagones imbriqués entre eux à la façon d'un nid d'abeilles, présente k2 sommets (points noirs) dont chacun est occupé par la trace d'un fil à recouvrir 1. Le centre de chacun de ces hexagones est occupé par la trace (cercle) d'un fil auxiliaire 8, soit 1U fils ; l'ensemble des îk hexagones est entouré lui-même des traces (points + cercle) de 16 fils auxiliaires 9 qui parfont l'égalité des possibilités de recouvrement des fils les plus extérieurs des hexagones. Les 30 fils auxiliaires sont sollicités au moyen de 15 canons 10 (repère en forme d'étoile) disposés chacun entre deux fils auxiliaires. L'ensemble du réseau est placé dans une gaine circulaire 6 dont la paroi intérieure 3 est à une température supérieure à la température de vaporisation du matériau déposé et sert d'écran de réflexion. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés, elle est susceptible de nombreuses autres variantes, accessibles à l'homme de l'art, suivant les applications envisagées, sans que l'on s'écarte de l'esprit de l'invention. • 5 • - " 69 45362 2027647 REVENDICATIONS 1) Procédé pour le recouvrement de matériaux métalliques, appliqué dans une enceinte appropriée où règne une faible pression (par exemple de l'ordre —1 ~5 de 10 à 10 Torr) et contenant la matière destinée à servir au recouvrement, 5 ladite matière étant portée à une température suffisante pour qu'elle se vaporise et le matériau à recouvrir étant disposé à proximité de ladite matière et au moins partiellement en face de la surface libre de celle-ci, caractérisé en ce que l'on place également dans l'enceinte au moins un écran destiné à servir de réflecteur à la matière vaporisée, en ce qu'on porte ledit écran à une tem-10 pérature au moins égale à la température de fusion de cette matière et en ce qu'on le dispose et l'oriente de façon à ce qu'une partie au moins de la matière vaporisée venue en contact avec ledit écran, soit réfléchie par celui-ci en direction des zones dudit matériau situées peu ou pas en face de ladite surface libre. 15 2) Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le procédé ci-dessus décrit est appliqué de façon continue à un matériau filiforme ou en forme de bande, en faisant défiler à vitesse appropriée, ledit matériau à recouvrir, entre d'une part le ou les écrans, et d'autre part la matière destinée au recouvrement. 20 3) Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'il est appliqué dans une enceinte constituant elle-même les écrans, et en ce que la face intérieure de la paroi de l'enceinte est portée à une température au moins égale à la température de fusion du matériau à recouvrir. 1+) Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé 25 en ce qu'il est appliqué dans une enceinte constituée d'un réservoir cylindrique, en ce que l'on y dépose un réceptacle pour la matière de recouvrement et en ce qu'on fait défiler le matériau à recouvrir au-dessus du réceptacle, l'entrée dudit matériau dans l'enceinte et sa sortie de celle-ci étant assurées de façon étanche par un dispositif approprié, connu en soi. 30 5) Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à U, caractérisé en ce qu'on déplace un ensemble de fils à recouvrir, dans un réseau constitué de fils auxiliaires et de canon à électrons, chaque fil auxiliaire étant soumis au bombardement d'au moins un canon, - les fils à recouvrir étant parallèles entre eux, et de préférence régulière-35 ment espacés les uns par rapport aux autres, - les fils auxiliaires étant parallèles entre eux et de préférence régulièrement espacés les uns par rapport aux autres, - les fils à recouvrir étant sensiblement parallèles aux fils auxiliaires, - les fils à recouvrir ne rencontrant ni fil auxiliaire ni canon ni trajectoire ko d'électron pendant leur déplacement. 69 45362 6 2027647 6) Procédé suivant la revendication 5, caractérisé en ce que le déplacement des fils à recouvrir se fait parallèlement aux fils auxiliaires. 7) Procédé suivant l'une des revendications 5 ou 6, caractérisé en ce que les fils à recouvrir sont placés chacun à un sommet d'un réseau de pris- 5 mes hexagonaux imbriqués entre eux à la façon d'un nid d'abeilles, et en ce que les fils auxiliaires sont placés, chacun suivant l'axe d'un desdits prismes et les canons placés entre les fils auxiliaires, à raison de 1 par 2 fils. 8) Installation pour le recouvrement de matériaux métalliques à l'aide du procédé suivant une quelconque des revendications 1 à 7. 10 9) Matériaux métalliques recouverts à l'aide du procédé suivant une quel conque des revendications 1 à 7-