Brevet FR2238985A1 — publié le 19750221

Nouvelle aiguille à pointe diamant. Les avantages des aiguilles en diamant sur les aiguilles en saphir pour la lecture deg disques pour la reproduction de sons sont connut. Une des raisons qui ont freiné le développem ment de leur utilisation est leur prix élevé du à la rareté et à la cherté de la matiére premiére ainsi qu'aux difficultés d'usinage. Les aiguilles en diamant de qualité sont conatituées par un- petit batonnet de diamant de dimensions apropriées généralement de section rectangulaire ou circulaire dont une extrémité a été usinés pour obtenir la forme et l'4tat de surface vculus. Pour des aiguilles' moins: chéres on utilise jusqu'à présent des morceaux- de diamants bruts encore plus petits serti dans une mouture métallique et usinés pour donner à la pointe la forme et l'état de surface voulus Cess aiguilles à monture métallique, du fait du poids spécifique des métaux employés plus élevé ne celui du diamant constituant le corps des aiguille a de qualité, sont plus lourdes que celles qui sont tout en diamant, ce gui et us inconvénient. La plupart des m4t;aux utilisés sont plus ou moins magnétique@ ce qui est un incouvénient pour leur utilisation dans les tétez de lecture magnétiques Un brevet récent a proposé la fixation du petit diamant à l'extrémité dtune tige de saphir à l'aide d'une brasure spéciale, ceci sous vide ou dans un four à atmosphére gazeuse à haute température. Les coefficients de dilatation dew métaux et des brasurem employas beaucoup plus élevés que celui du diamant facilitent la désolidarisation du diamant et de la tige. Ces procédés présentent l'inconvénient d'étre assez compliqué@ et malgré les précautions prises et les progrés réalisés de laisser subsister un risque de désolidarisation du diamant et de la tige aussi bien lors de l'usinage que lors de l'utilisa- tion. La présente invention permet d'éviter ces inconvénients et d'obtenir une aiguille à pointe diamant à corps léger non magnétique à partir de trés petis diamants à l'aide d'un procédé peu couteux. le présent brevet a pour objet une aiguille en diamant constituée par un petit diamant noyé directement dans une masse non métallique apropriée telle que par exemple : verre spécial, céramique, émail, matiére plastique, résine sans interposition de brasure métallique, colle ou liant quelconque, masse à laquelle il adhére suffisament pour permettre son usinage et son utilisation. 3ans le cas d'emploi de verres par exemple on choisit certains verres- spéciaux: ayant de bonnes caractéristiques maniques-', une bonne adhérence au diamant, un coefficient de dilatation se raprochant de celui du diamant et un point de fusion. ou de ramollissement assez bas. Il est évident que la température de travail doit être nettement en. dessous du point de transformation du diamant en graphite. Différents modes opératoires' peuvent étre utilisés pour inclure les diamants dans la masse, il en est donné ci après. quelques un; sans que ceci soit limitatif. Les petits grains de diamants soigneusement sélectionnés et triés par grosseur semblable, par exemple de 300 à 1.000 grains au carat, sont soigneusement nettoyés pour enlever toutes traces d'impuretés qui nuiraient à une bonne adnérence.Ils: sont intimement mélangés à la poudre de verre spécial choisi. le tout est plac- dans un creuset et dans un four ordinaire, à température suffisante on obtient unetmasse pateuse dans laquelle les' petits grains de diamant sont umiforméjent répartis. A partir de cette masse on fait des baguettes de verre d'un diamétre légèrement supérieur à celui des grains de diamants soit par simple étirage soit par roulage à l'aide d'une spatule et d'une plaque chauffée soit par tout autre procédé. La figure I représente en coupe : I la masse de verre, 2 le petit diamant et 3 la plaque chauffante.ur la figure 2 la spatule est représentée en 4 , par pression et roulage par mouvement alternatif on diminue le diamètre de la baguette jusqu'à obtention du diamètre voulu : figure 3 Un autre procédé commode ne nécessitant méme pas de four est de partir de petits tubes capillaire$ en verre spécial remplissant les conditions indiquées ci dessus et dont le diamétre intérieur est très légèrement supérieur à celui des grains de diamant, par exemple Omm30.Un petit grain de diamant est introduit dans le tube , le tout est chauffé par exemple avec un chalumeau, jusqu'à ramollissement suffisant.le'tube est comme précédemment roulé à l'aide d'une spatule en exerçant une forte pression jusqu'à obtention du diamètre désiré-.Le petit grain de diamant se trouve ainsi intimement lié'au verre spécial auquel il adhère bien. Ensuite le petit diamant est taillé en pointe amena à la forme et à l'état: de surface voulus par les procédés habituels puis le corps de l'aiguille en verre spécial est facilement amen au diamètre et à la longueur par les procédés connus. Au lieu de verres spéeiaux on peut également utiliser tous autres produits ayant des caractéristiques- mécaniques satin faisantes, une bonne adhérence au diamant, un coefficient de dilatation assez faible se rapprochant de celui du diamant et une température de fusion ou de ramollissement assez bas-. Certaines céramiques et certains émaux remplissent ces conditions et conviennent. les verres présentent cependant l'avantage d'être transparents et de ce fait de permettre de mieux: voir la répartition, la position et le comportement des diamants; Des matières: plastiques conviennent également telles que par exemple sans que ceci soit limitatif des résines mélanines des résines époxydes ....Des modes opératoires semblables aux précédents peuvent être utilisés, mais dans le cas des matières plastiquez on a intérét à procéder par injection dans des moules-' apropries-. On utilise par exemple un moule à nombreuses empremnte@, un petit grain de diamant est placé au fond de chaque empreinte cylindrique dont le fond a une forme conique qui assure automatiquement le bon centrage du petit grain de diamant. Par injection de la matière plastique le petit grain est enrobé à l'extrémité d'un peit cylindre de matière plastique. Il est usiné par les procédés classiques. Outre la bonne adhérence du diamant on a l'avantage pour le corps de l'aiguille d'un poids spécifique très faible de l'ordre de 1,3. La figure 4 montre en I la coupe d'une empreinte du moule, en 2 la cavité cylindrique terminée par un come de centrage, qui sera remplie de matière plastique par exemple par injection, en 3 le petit grain de diamant. Il est connu que dans la fabrication des meules diamantées à l'aide de liants résinodes- on peut utiliser des diamants bruts mais que l'oL peut avoir intérétà utiliser des diamants dont la surface est métallisée, diamants dtusage courant actuellement. On peut donc également dans les modes opératoires indiqués ci dessus utiliser des diamants métallisés- pour faire des aiguilles diamant. On peut également apréssnettoyage des diamants bruts leur faire subir un traitement chimique ou physique pour modifier la-surface et améliorer l'adhérence à la matière du corps de l'aiguille. Dans un traitement chimique simple on traite en une seule fois des trentaines ou même des milliers de grains en les plaçant simplement quelques minutes dans un bain oxydant puis en les lavant soigneusement à l'eau distillée et en les séchant. On peut également enrober le petit grain de diamant d'une couche mince de liant non métallique compatible avec la ma@@ére du corps: de l'aiguille telle que par exemple non limitatif résine époxyde. On procède ensuite comme indiqué ci dessus. Lorsque le corps de l'aiguille est rêalis en plastique on choisi de préférence des matières à haut module d'élasticité, on peut également augmenter le module d'élasticit par adjonction de charges appropriées par exemple sous forme de poudres, de gr grains de fils ou de fibres telles que sans que ceci soit rimi- tatif fibres de verre ou fibre de carbone. ta figure 5 montre la méme empreinte de moule que la figure 4 mais avant injection du plastique on place dans la cavit - cylindrique quelques fibres de verre 5 qui après injection du plastique armeront celui ci et augmenteront le module d'élasticité. L'aiguille à pointe diamant & corps non métallique obået de l'invention,peut être utilisée dans tous les cas ou une pointe diamant est intéressante par exemple pour la reproduction du son ou des images , les enregistrements, la mieromécanique... REVENDICATIONS. I) Nouveau procédé de fabrication d'aiguilles à pointe de diamant caractérisé par le fait que le petit grain de diamant qui donnera la pointe est d'abord avant usinage inclus dans une masse non métallique à laquelle il adhère sans interposition de colle, de liant, de brasure ou autre adhésif intermédiaire 2) Procédé suivant la revendication I caractérisé par le fait que la matière constituant la masse a - de bonnes qualités mécaniques notamment de résistance & raideur - un bon pouvoir mouillant pour le diamant - un coefficient de dilatation assez faible se rapprochant de celui du diamant - une température de fusion ou de ramollissement assez basse nettement inférieure à celle de transformation du diamant en graphite, qualités réunies notamment dans certains varres spéciaux, certaine céramiques et émaux, certaines matières plastiques et résines e 3) Procédé suivant les revendications I et 2 caractérisé par un renforcement du corps de l'aiguille par adjonction de chartes appropriées: poudres,'rains ou fibres. 4- Procédé suivent les revendications I , 2 & 3 caraetérisé par le fait que le petit grain de diamant au lieu d'être brut a subi un traitement de surface augmentant l'adhérence tel que métallisation ou oxydation. 5) Proeédé suivant les revendications I , 2 , 3 & 4 caractérisé par le fait que le petit grain de diamant au lieu d'être brut a d'abord été enrobé dans une mince couche de liant non métallique. 6) Aiguille à pointe diamant caractérisée par un corps es matière non métallique, non magnétique ayant de bonnes qualité. mécaniques et un faible poids spécifique, réalisée en totalité ou on partie suivant une ou plusieurs des revendications ci dessus et utilisée dans tous les eau ou une pointe diamant est intéressante,