Brevet FR2068655A1 — publié le 19710827

La présente invention se rapporte à des contacts électriques, non collants. Lorsque deux éléments métalliques, mouillés.par du mercure, sont mis en contact, séparés seulement par une très mince 5 couche de mercure, des atomes du métal diffusent a travers le mercure et il se produit un collage des deux éléments métalliques. La diffusion croît de façon exponentielle lorsque la température s* élève. La présente invention a pour objet un relais dont le cir-10 cuit se ferme à travers du mercure, par l'intermédiaire de surfaces mouillables, l'espace entre les dites surfaces étant maintenu à une valeur supérieure à celle qui permet une diffusion appréciable du métal d'une surface à l'autre. Selon l'invention, cet écartement est obtenu par interpo-15 sition d'un séparateur métallique, non mouillable par le mercure, entre les surfaces mouillables. L'invention sera mieux comprise a la lumière de la description de ses formes de réalisation, non limitatives, représentées sur les dessins annexés. 20 Fig» 1 est une vue de côté de deux contacts conformes à la présente invention, dans une première phase de leur fabrication. Figo 2 est une vue de côté des contacts de la figure 1, après une deuxième phase de la fabrication. Fig„ 3 est une vue de côté des contacts suivant l'inven-25 tion, complètement terminés. Fig. 4 est une vue de côté des contacts de la figure 3, comportant une goutte de mercure. On suppose, pour la description, que la présente invention est appliquée a un interrupteur à lame à contact de mercure, par 30 exemple du type qui est décrit dans le brevet américain n*3 , 431,377, de Barlow. Un des contacts, désigné par 10 sur la figure 1, est mouillable par le mercure. L'autre bras de contact, 11, comporte un élément 12 également mouillable par le mercure ; cet élément peut par exemple être de forme convexe par rapport au contact 10, 35 bien que la forme de l'élément 12 ne constitue pas une caractéristique essentielle de la présente invention. Le bras de contact 11 et l'élément 12 sont revêtus d'un oxyde ou métal 13, non mouillable. Sur la figure 2, on voit que, dans une deuxième phase de la fabrication, une surface plane 14 a été formée, par meulage ou au-40 tre procédé, sur l'élément 120 70 41915 • 2 2068655 On forme ensuite, dans la surface .plane 14, une dépression 15, visible sur.la figure 3. Cette dépression est plus profonde que le bord meulé 16 subsistant du revêtement 13 non mouillable par le mercure. La dépression 15 peut être obtenue par attaque, par 5 exemple avec du mercure chaud, qui corrode la surface mouillable 14 mais pas la surface non mouillable 16. En raison de sa tension de surface, une goutte ou globule 17 de mercure reste sur la surface du métal mouillable, dans la zone 12 , tandis que le mercure n'adhère pas au métal ou oxyde non 10 mouillable, en 16. Le globule 17 est ainsi maintenu à l'intérieur de limites fixes. Dans le fonctionnement normal d'un relais, le contact 10 et le bras 11 sont appliqués l'un contre l'autre. Ils viennent en contact physique effectif à l'endroit de la surface non mouillable 15 par le mercure, tandis qu'un circuit électrique se crée, principa-• lement à travers le mercure, entre les deux surfaces opposées, mais séparées, mouillables par le mercure. Ces surfaces métalliques ne s'approchent pas suffisamment l'une de l'autre, dans les contacts conformes à l'invention, pour qu'il y ait une diffusion 20 substantielle de métal à travers le mercure, comme cela se produirait dans le cas de contact métal sur métal entre deux surfaces mouillables, où la diffusion peut s'effectuer soit directement soit à travers une couche de mercure épaisse seulement de quelques atomes. L'expérience prouve que le maintien d'un intervalle de 1* 25 ordre de 0,025 mm ou légèrement moins, entre les contacts mouillables par le mercure, permet d'éviter le collage des contacts et, par suite, d'obtenir un fonctionnement avec coupure franche. Les matières des contacts doivent être choisies de façon à ce qu'elles soient facilement mouillables par le mercure, possè-30 dent des - caractéristiques magnétiques convenables, et soient relativement insolubles dans le mercure et l'une dans l'autre. On peut utiliser par exemple le cuivre, le nickel, le platine et leurs différents alliages. Bien que la description se rapporte à des contacts à lame, 35 l'invention est applicable à tout contacteur à mercure, par exemple celui qui est décrit dans le brevet américain n° 3 144 533 de Donath. Il est entendu également que les deux contacts peuvent être identiques, si on le désire, ce qui augmente l'espace entre 40 les surfaces mouillables par le mercure, lorsque les éléments du 70 41915 3 2068655 contacteur sont appliqués l'un contre l'autre. On a trouvé que le tantale et le niobium sont les meilleures matières d'interposition, en ce qu'ils ne deviennent pas mouillables par impact contre le métal mouillable et ne s'allient 5 pas avec ce dernier, à un degré dépassant de beaucoup celui des autres matières essayées. 70 41915 4 2068655 REVENDICATIONS 1 » Contacteur à mercure, comprenant un premier contact qui présente au moins une première surface mouillable par le mercure, et un deuxième contact présentant une deuxième surface mouillable, caractérisé en ce qu'il comprend un élément séparateur, non mouillable par le mercure, situé de façon à empêcher le contact physique des deux surfaces mouillables, lorsque les deux contacts sont appliqués l'un contre l'autre, mais qui permet cependant un rapprochement suffisant de ces surfaces pour fermer entre elles un circuit électrique en présence d'un globule de mercure sur la surface de contact électrique. 2. Contacteur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que 1' élément séparateur entoure ladite deuxième surface de contact. 30 Contact suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu* il comprend un support pour le mercure, lequel support porte une protubérance ou plot, de matière mouillable par le mercure, présentant une face et une surface périphérique, et en ce qu* une couche de matière, non mouillable par le mercure, est déposée autour de ta surface périphérique et dépasse de la face de la protubérance ou plot, de manière à empêcher un impact physique contre ladite face. 4. Contact, suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comprend un support non mouillable et un plot mouillable par le mercure, et en ce que la matière non mouillable forme une saillie de l'ordre de 0,025 mm autour de la surface mouillable du plot de contact, de manière à ce qu'un globule de mercure, adhérant à la surface mouillable, soit délimité par ladite saillie» 5. Contact, suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu' il comprend un support auquel est fixé un plot mouillable, dont la surface de contact est décalée par rapport au support, une séparation non mouillable par le mercure étant située à une distance encore plus grande du support. 6. Contact, suivant une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la surface, mouillable par le mercure, est en forme de dépression ou de cuvetteo 7. Contacteur étanche, suivant une des revendications 1 à 6, carac térisé en ce que l'élément séparateur est en tantale ou en niobium et qu'il empêche les contacts de s'approcher l'un de l'autre à moins de 0,1 mm environ. 70 41915 5 2068655 8. Procédé de fabrication d'un contact pour interrupteur à mercure, caractérisé en ce qu'il consiste à : revêtir un élément en matière mouillable par le mercure, de surface convexe, avec une couche de matière non mouiliable, de forme convexe ; enlever une oartie de ce revêtement convexe, pour découvrir une surface mouillable suffisante; et enlever une certaine quantité de la matière, ainsi découverte, sans toucher au revêtement non mouillable par le mercure.