Brevet FR2030224A1 — publié le 19701113

la présente invention concerne des produits cellulaires. Selon la présente invention, un procédé de fabrication d'un produit cellulaire consiste à déposer du fer par voie gai-« vanique sur un support poreux conducteur de manière à établir 5 une couche de fer sur ce support, et à allier ultérieurement ce fer en le mettant en contact avec au moins un constituant d'alliage ou un précurseur d'un tel constituant à une température élevée en vue d'introduire ledit constituant d'alliage et obtenir ainsi un alliage poreux. 10 Le constituant d'alliage est une matière capable de former un alliage avec le métal déposé par voie galvanique. Ce constituant d'alliage peut être un métal du Groupe II,, III, IV, TE,.ou VIII de la Classification Périodique des Eléments et en particulier un métal appartenant aux périodes 2, 3, 4 et 5 desdits 15 Groupes, ou bien il peut être le carbone, le silicium ou l'azote. Des exemples de métaux que l'on peut allier avec le fer ainsi déposé sont le béryllium, le zinc et le cadmium ; le bore et l'aluminium ; le titane, le zirconium et l'étain ; le chrome, le molybdène et le tungstène ; et le cobalt et le nickel. 20 Les constituants d'alliage préférés sont le carbone, l'azote, le silicium, le chrome, 1'aluminium, le molybdène, l'étain, le zinc et le titane. En plus du ou des constituants d'alliage préférés, on peut introduire encore d'autres éléments en quantités relative-25 ment faibles. De préférence, l'ossature de la structure poreuse est sous forme d'un réseau tridimensionnel qui délimite me série d'espaces cellulaires en communication les uns avec les autres. I* support poreux conducteur peut être une matière 30 plastique poreuse à laquelle on confère de la conductibilité inhérente ou que l'on rend conductrice par un traitement de surface. Avantageusement, la matière plastique poreuse est une mousse réticulée de polyuréthane» Le support poreux peut être sous forme d'un agglomérat 35 de fibres, par exemple une matière feutrée, ou bien une matière spongieuse ou une mousse, par exemple une matière spongieuse naturelle ou une mousse de résine synthétique. On préfère en général les mousses de polyuréthane. On peut éliminer la matière poreuse, par exemple en la chauffant pour la faire fondre ou pour la faire 40 69 27681 2 2030224 disparaître sous forme de cendres. Lorsqu'on recherche une haute porosité, on peut utiliser une mousse réticulée, c'est-à-dire une mousse dans laquelle la phase organique est un réseau tridimensionnel ne comportant 5 pratiquement pas de cloisoœdélimitant les cellules. On peut préparer de telles mousses réticulées en faisant disparaître les cloisons relativement minces des cellules d'une mousse, opération qui peut se faire, par exemple, par des moyens chimiques, en particulier par un traitement avec l'hydroxyde de so-10 dium aqueux lorsque la mousse est en polyuréthane. Lorsque le métal doit être déposé par voie galvanique, il est évidemment nécessaire ou "bien d'utiliser une matière poreuse qui est conductrice d'électricité, ou bien de rendre cette matière conductrice par l'application d'une couche super-15 ficielle conductrice. On peut rendre conductrice une matière non conductrice à l'aide d'un additif tel que le graphite ou une poudre métallique. Pour appliquer une couche superficielle conductrice, on peut revêtir la matière d'un produit résineux durcissable qui contient un additif conducteur ou bien on peut 20 déposer un métal par voie chimique, par exemple par réduction in situ de nitrate d'argent ammoniacal. En général, lorsqufon opte pour le dépôt chimique, on doit traiter au préalable la surface avec un ou plusieurs agents de sensibilisation comme le chlorure stanneux dont l'application est suivie d'un dépôt de 25 chlorure de palladium dans le cas de l'argent. Les produits alliés du premier métal peuvent être dans certains cas réalisés par un revêtement direct et, dans d'autres cas, on peut déposer deux ou plusieurs métaux successivement et former ensuite l'alliage en chauffant la structure 30 résultante. On peut former des mousses d'acier en incorporant les quantités requises de carbone et/ou d'azote. Le carbone peut être dérivé de la substance organique constituant la mousse de base, ou il peut être ajouté à un bain de galvanoplastie. On effectue sur les alliages ainsi formés le traitement de 35 second alliage par le procédé selon l'invention. Pour allier le produit déposé par voie galvanique, on peut chauffer ce dernier à une température élevée pendant qu'on le maintient en contact avec le constituant d'alliage en poudre ou avec un composé de celui-ci, de préférence dans 40 une atmosphère réductrice. Eventuellement, on peut utiliser le 69 27681 3 2030224 métal ou le composé métallique pulvérulent en combinaison avec un diluant tel qu'une poudre réfractaire. L'opération d'alliage, peut être exécutée en présence d'un véhicule çfui est de préférence un halogénure tel qu'un chlorure. Ce véhicule peut constituer jusqu'à 10 % en poids, et de préférence jusqu'à 5 % en poids du mélange d'alliage. On peut faire passer le véhicule sur le constituant d'alliage ou un composé de celui-ci pendant qu'il est en contact avec^la stuc-ture à allier, ou bien il peut être formé in situ. Suivant un autre procédé d'alliage, on place la structure métallique dans un bain de sol fondu sous une atmosphère de protection, par exemple un gaz inerte. Ce sel peut être un halogénure du constituant d'alliage, par exemple le chlorure de chrome. Suivant une autre variante du procédé d'alliage, on fait appel à une technique de traitement à l'état gazeux. Dans ce cas, on soumet la structure métallique à l'action du gaz produit en chauffant un mélange, de poudre du constituant d'alliage par exemple de poudre de chrome, d'une charge, comme le kaolin, l'alumine ou la magnésie, et d'un halogénure, tel que le fluorure d'ammonium. On chauffe la structure à une température élevée, par exemple à 1100°'C, dans une atmosphère d'hydrogène. Dans certaines applications, par exemple pour former un produit qui résiste à la corrosion, il est souhaitable d'obtenir une composition sensiblement constante sur la paroi d'un élément de charpente. Ceci peut être obtenu en choisissant de façon appropriée le constituant d'alliage et les conditions opératoires. Les exemples suivants dans lesquels les parties et les pourcentages sont en poids servent à illustrer l'invention sans aucunement en limiter la. portée. E3ŒMPLE 1 Pour rendre conductrice une mousse réticulée de polyuréthane ayant une porosité de 4 pores/cm, on utilise du nitrate d'argent ammoniacal et on applique dans un bain galya-noplastique un revêtement de fer sur cette mousse. On chauffe la structure revêtue à 650°C dans un courant d'air lent ce qui a pour effet de faire disparaître par combustion le support initial de polyuréthane, et on effectue ensuite un avivage 69 27681 4 2030224 et un recuit On prépare deux échantillons de ce type, et on en soumet un à cémentation de manière à introduire 1 °/o de carbone, 5 On entasse chaque structure de ce type dans un tam bour ouvert en acier contenant un composé de chromage et on place le tambour dans un four que l'on balaie avec de l'argon pendant 3 heures jusqu'à ce que la température de traitement de 1050°C soit atteinte. Après ce laps de temps, on interrompt 10 l'arrivée de l'argon et on. envoie de l'hydrogène dans le four. On poursuit ce traitement pendant 6 heures, après quoi on refroidit lentement les tambours dans une atmosphère d'argon» La durée totale de ce cycle de traitement est de 24 heures. Le composé de chromage comprend 40 % de poudre fine 15 de chrome, 0,2 % de bromure d'ammonium, 0,02 % de chlorure de chrome, le complément étant de la poudre de kaolin» On analyse les produits ainsi obtenus par un procédé de micro—analyse à la sonde électronique de la section transversale des éléments de charpente. Bans le cas de la structure 20 cémentée, on observe une répartition régulière du chrome sur toute la dimension de l'élément de charpente, la teneur en chr ome variant entre 30 et 33 %■> au contraire, dans le cas du produit non cémenté, la distribution du chrome est beaucoup moins régulière et on constate que le chrome est fortement concentré 25 dans la surface de la charpente mais que sa concentration est relativement faible dans le centre de cette dernière. EXEMPLE 2 On prépare une structure poreuse en fer, comme dans l'exemple 1 et on la met en contact avec du chlorure chromeux 30 produit par réaction d'hydrogène et du gaz chlorhydrique avec le chrome. On pense que le chlorure chromeux se comporte à la façon d'un véhicule de chrome actif qui dégage du chrome libre à la surface du métal, ce chrome diffusant ensuite vers l'intérieur du fer de manière à. former un alliage. On constate 35 que le revêtement contient de 10 à 30 % de chrome. EXEMPLE 3 On utilise une structure poreuse en fer préparée comme dans l'exemple 1 et on la place dans un caisson étanche à l'air avec un mélange pulvérulent d'aluminium, d'oxyde 40 d'aluminium et de chlorure d'aluminium, puis on chauffe le 69 27681 5 2030224 tout pendant 12 heures à 900°C. On obtient un alliage de fer et d'aluminium. EXEMPLE 4 On chauffe une structure poreuse en fer préparée comme dans l'exemple 1 dans une caisse close ensemble avec un mélange de carbure de silicium et de chlore pendant 2 heures à 950°C. On obtient ainsi du fer silicié dont la surface contient environ 14 % de silicium. EXEKPLE 5 On chauffe dans un récipient clos une structure poreuse en fer préparée selon l'exemple 1, en contact avec de la poudre de zinc pendant 3 heures à 370°C. On obtient un alliage de fer et de zinc. Les structures alliées selon l'invention conviennent pour de nombreuses applications, surtout si l'on considère que l'alliage peut être préparé à la demande de manière à correspondre à l'usage envisagé. Ainsi, les produits alliés peuvent remplacer des structures poreuses classiques dans des applications telles que la fabrication de filtres, de couvercles perméables aux fluides,' d'électrodes, d'échangeurs de chaleur, de supports de catalyseurs, de paliers pneumatiques, d'isolateurs et d'éléments de construction. 69 27681 6 2030224 REVENDIGATIONS 1. Procédé de fabrication d'un produit cellulaire, caractérisé en ce qu'il consiste à déposer du fer par voie galvanique sur un support poreux conducteur de manière à établir une couche de fer sur ce support, et à allier ultérieurement ce fer en le 5 mettant en contact avec au moins un constituant d'alliage ou un précurseur d'un tel constituant à une température élevée en vue d'introduire ledit constituant d'alliage et obtenir ainsi un alliage poreux. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le 10 constituant d'alliage est ion métal du Groupe II, III i IV, VI ou VIII de la Classification Périodique des Eléments. 3» Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que le métal appartient aux périodes 2, 3, 4 ou 5 des Groupes indiqués. 4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le 15 constituant d'alliage est le carbone, le silicium ou l'azote. 5. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le constituant d'alliage est le chrome, l'aluminium, le molybdène , le zinc, l'étain ou le titane» 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5» 20 caractérisé en ce que l'ossature de la structure poreuse est un réseau tri-dimensionnel qui délimite une série d'espaces cellulaires en communication les uns avec les autres. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le support poreux conducteur est une 25 matière plastique poreuse. 8. Procédé selon la revendication 7j caractérisé en ce que la matière plastique poreuse est une mousse réticulée de polyuréthane. 9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8 30 caractérisé en ce qu'on effectue l'alliage en mettant en contact la structure portant le revêtement galvanique avec une poudire de constituant d'alliage ou d'un composé de celui-ci. 10. Procédé selon la revendication 9» caractérisé en ce que la mis© en contact entre la structure portant le revêtement gal- 35 vanique et le constituant d'alliage se fait dans une atmosphère réductrice. 11. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, 69 27681 7 2030224 caractérisé en ce qu'on dispose la structure portant le revêtement galvanique dans un "bain de sel fondu comprenant le constituant d'allir.ge ou un composé de celui-ci. 12. Procédé selon l'une quelconque des revendications 9 à 11, 5 caractérisé en ce q'uon opère en présence d'un lialogènure. 13« Procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce que 1'halogénure est un chlorure. 14. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'on met en contact la structure portant le 10 revêtement galvanique avec un gaz qui est engendré en chauffant un mélange du consituant d'alliage avec un halogénure. 15» Produit cellulaire, caractérisé en ce qu'il a été préparé par un procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 14.*