Brevet FR2518084A1 — publié le 19830617

La présente invention concerne un procédé pour réaliser, sur des matières céramiques, un dépôt métallique adhérant bien, selon lequel on rend rugueus Flesdites matièresc puis on les métallise chimiquemente I 1 est connu d'utiliser des pir S de 4 talllisati&n chimique S dans le but de métalliser des objets non conducteurso Si l'on veut obtenir une adherence sufisanment grande il est nécessaire de rendre rugueuses les surfaces de ces objets, mé- caniquement ou chimiquement Dans le cas dce atiêres plastiques cela se fait principalement par attaque oxydante acide de la surface. En électrotechnique, spécialement dans le secteur de l'électronique,on se sert depuis longtemps de matières céramiques, telles que l'oxyde d'aluminium, l'oxyde de bryl- lium, des ferrites, le titanate de baryum ainsi que le quartz et des borosilicates La surface de ces objets, auxquels peut également appartenir l'émail, ne peut pas être rendue rugueuse de la manière habituelle car elle n'est pas sensible à une attaque par oxydation. Un procédé connu pour rendre rugueuse la surface d'objets en céramique d'oxyde d'aluminium consiste par exemple a traiter ces objets dans des hydroxydes de métaux alcalins a l'état fondu En introduisant les objets dans de telles masses fondues on peut amorcer suffisamment la dissolution de la surface et, ainsi, la rendre rugleuse de sorte quil est possible, après une activation appopriée par formation de germes avec des ions métalliques, de rliser C par voie chi- mique, un dépôt métallique adhérant sol deuentc T'un des inconvénients de ce procédé est que l'objet, lorsqu'on le retire de la masse fondue, entrairne une très grande quantité d'hydroxyde de métal alcalin En outre tous les matériaux connus dont sont fait les creusets (sauf le pla- tine) sont fortemment attaqués par cette masse fondue agressive. A cela s'ajoute le fait que la masse fondue, au cours de son fonctionnement, ne cesse de s'enrichir en aluminium extrait de la surface de la matière céramique, ce qui conduit à une élévation du point de fusion et, par conséquent, oblige à fournir une plus grande quantité d'énergie. Il se posait donc le problème technique suivant mettre au point un procédé permettant de métalliser des matières céramiques avec une bonne adhérence tout en ne consammant pas beau- coup d'énergie et en évitant des pertes inutiles par entraîne- ment. Ce problème est résolu par la présente invention, laquelle a pour objet un procédé du type qui a été indiqué au début et qui est caractérisé en ce qu'on traite les matières par une solution d'un hydroxyde d'un métal alcalin, puis on les chauffe. Dans des modes d'exécution particuliers de ce procédé: a) la solution d'hydroxyde de métal alcalin est à une tempéra- ture d'environ 50 à 180 'C, de préférence de 80 à 120 'C, b) on utilise une solution aqueuse saturée d'hydroxyde de métal alcalin, c) les matières, après avoir été traitées par la solution d'hydroxyde de métal alcalin, sont séchées, d) les matières, après avoir été traitées par l'hydroxyde de métal alcalin, sont chauffées à une température d'environ 300 à 600 'C, de préférence à 5000 C. Le procédé conforme à l'invention permet de rendre rugueuse la surface sans avoir recours à une masse fondue d'hydroxyde de métal alcalin dont l'emploi est très coûteux dans l'industrie, et cela constitue un avantage par rapport aux procédés connus. Un autre avantage réside dans le fait que la quantité d'hydroxyde de métal alcalin appliquée selon l'invention corres- pond pratiquement à la quantité qui est consommée par la disso- lution chimique de la surface au cours du chauffage ultérieur, ce qui évite une attaque trop pous ee de la surface En même temps on économise non seulement de l'hydroxyde de métal alcalin mais encore de l'eau de rinçage car, du fait que la quantité d'hydroxyde de métal alcalin qui adhère encore éventuellement à la surface après le traitement est très faible, l'opération de rinçage peut être effectuée d'une manière plus simple. Le procédé conforme à l'invention fait donc accomplir un progrès technique particulièrement important et, chose étonnante, il permet de réaliser, sur des matières céramiques, a a 51 8 O 8 4 des couches métalliques qui ont une grande adhérence, en 1 'espèce d'environ 1,2 à 2 kg par centimztre Le procédé confcrme à iinvantion convient remarqua- blement bien pour la méta Ilisation de matières céramiques à base d'oxyde d'aluminiun, d&oxyde béryljli um, de ferrites, de titanates de baryum, de quartzi ce nilicates etc oo Comme solutions d'hydroxydes de métaux alcalins on peut utiliser des solutions adueusez d'hydroxyde de sodium et d'hydroxyde de potassium, solutions dout la concentration sera de préférence égale à celle de la saturation. Pour exécuter le prooldé ccnforme à l'invention on plonge, on rince ou on mouille les m Atieres a métalliser dans ou avec les sclutions à ulii Lser selon i n vention L a durée du traitement dépend de la concentration des solutions et de ia rugosité de la surface des matières: elle est comprise entre environ 10 secondes et 2 minutes. Le séchage ultérieur des pièces peut être très bref et peut se faire par exemple par abandon de celles-ci au repos à la température ambiante, paï un léger chauffage ou par éli- mination avec soufflage Apres avoir été séchées les pièces peuvent être chauffées dans un four approprié, avantageusement dans un four tunrnel, à une temprrature d'environ 300 à 6 OC C, de préférence à 5000 C La durée de: la réaction, qui est fonction de la température du chauffae, est com rise entre environ 2 et 30 minutes. Le rinçage des pices traithes, que l'on effectue dans le but d'éliminer les alcalis encore retenus, peut être effectué par des méthodes connues au moyen de quantités d'eau qui ne sont que minimes car les quan Lités d'alcalis en question sont faibles. L'activation et la métallisation chimique des pièces traitées conformément à l'invention sont effectues par des procédés connus, au moyen d'activants et de bains usuels à cette fin. Les matières céramiques qui ont été métallisées selon l'invention trouvent des applications en électro-technique et en électronique. L'exemple suivant illustre l'invention. EXEMPLE Un objet support en une céramique d'alumine, qui a la forme d'une petite plaque mince à surface lisse, est plongé pendant 1 minute dans une solution aqueuse d'hydroxyde de potas- sium qui contient 178 g d'hydroxyde de potassium dans 100 g d'eau et qui est à une température de 1000 C. Après l'avoir séché rapidement dans un courant d'air à la température ambiante on chauffe l'objet support à 500 'C pendant 20 minutes dans un four tunnel: au cours de ce chauf- fage les alcalis retenus à la surface de la céramique réagissent avec l'alumine, qui est ainsi extraite Ensuite on rince l'objet support avec de l'eau pour en éliminer les restes d'alcalis qu'il retient encore éventuellement Après cela l'objet support est prêt à être utiliser pour la métallisation ultérieure. Pour cela on active l'objet au moyen d'une solution d'activeur à base de palladium, puis on le métallise à l'aide d'un bain de cuivrage chimique. Dans l'essai de décollement on trouve que la couche métallique ainsi déposée a une adhérence de 2 kg par centimètre. Si on le désire on peut renforcer la couche métallique par voie galvanique, au moyen d'un bain de cuivrage ou nickelage usuel. REVENDICATIONS 1. Procédé pour réaliser, sur des matières céramiques, un dépôt métallique adhérant bien, selon lequel on rend rugueuses lesdites matières, puis on les métallise par voie chimique et éventuellement par voie galvanique, ce procédé étant caracté- risé en ce qu'on traite les matières par une solution d'un hydroxyde d'un métal alcalin, puis on les chauffe. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la solution d'hydroxyde de métal alcalin est à une tempé- rature de 50 à 1800 C, de préférence de 80 à 1200 C. 3 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on utilise une solution aqueuse saturée d'hydroxyde de métal alcalin. 4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les matières, après avoir été traitées par la solution d'hydroxyde de métal alcalin, sont séchées. 5. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les matières, après avoir été traitées par l'hydroxyde de métal alcalin, sont chauffées à une température d'environ 300 à 600 C, de préférence à 5000 C. 6 Matières céramiques métallisées qui ont été fa- briquées par un procédé selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 5. 7. Application en électro-technique et en électronique des matières céramiques métallisées qui ont été fabriquées selon l'une quelconque des revendications 1 à 5.