Brevet FR2537786A1 — publié le 19840615

Joint électriquement conducteur, notamment pour b-lindages électromagnétiques, et procédé de fabrication d'un tel joint L'invention concerne les joints électriquement conducteurs utilisés notamment pour assurer à la fois la continuité d'un blindage électromagnétique et l'étanchéité entre deux éléments ; elle trouve une application particulièrement importante, bien que non exclusive, dans les installations mettant en oeuvre des hyperfréquences, dites aussi microondes, notamment sur les aéronefs où il est essentiel d'éviter toute rupture de continuité des blindages électromagnétiques qui seraient source de perturbations des appareils de bord. On connaît déjà (US-A-3 140 342) des jo-ints électromagnétiques de forme définie et stable, ayant une âme de matériau plastique élastomère dans lequel sont dispersées des particules métalliques conductrices de l'électricité, la teneur en particules étant suffisante pour donner à l'âme la conductivité requise dans le domaine de fréquence rencontré. L'élastomère est généralement un caoutchouc de silicone,éventuellement fluoré pour augmenter sa résistance à certains liquides agressifs. Les particules conductrices sont soit en métal pur (cuivre ou argent notamment), soit simplement recouvertes d'un métal conducteur. De tels joints sont largement utilisés. Mais, lorsqu'on est amené à utiliser un joint chargé en particules de métal très conducteur, tel que l'argent, entre des pieces en métal léger, on se heurte frequemment à des problèmes de corrosion galvanique. On a proposé diverses solutions pour écarter ce risque de corrosion. En particulier, on a proposé de recouvrir l'âme du joint d'une pellicule continue de matériau polymère isolant suffisamment fine pour qu'elle soit traversée par les particules métalliques lors du serrage du joint et que le contact électrique soit assuré. Cette solution présente divers inconvénients. En particulier, elle oblige à proportionner la granulométrie des particules et l'épaisseur de la pellicule, faute de quoi la continuité électrique peut n'être p-as satisfaisante. Et il faut se souvenir que, dans le domaine des hyperfréquences, l'effet de peau fait que les courants se concentrent à la périphérie des conducteurs. La présente invention vise à fournir un joint répondant mieux que ceux antérieurement connus aux exigences de la pratique, notamment en ce qu'elle évite la corrosion galvanique; garantit une continuité électrique satisfaisante et n'-impose pas de façon impérative la taille des particules. Dans ce but, l'invention propose notamment un joint du genre ci-dessus dé-fini, caractérisé en ce qu'il comporte une couche superficielle d'un mélange de particules métalliques, avantageusement de même nature que celle de l'âme, et de particules inertes compatibles avec l'élastomère de l'âme. Si l'élastomère est à base de silicone, ce qui est le cas le plus fréquent, les particules inertes seront, en partie au moins, avantageusement constituées de silice. Une partie des particules inertes sera généralement constituée d'un métal ou d'un oxyde métallique, tel que l'oxyde de fer, de chrome ou de nickel. Les particules seront avantageusement à l'état colloïdal, clest-à-dire avec une granulométrie très fine, donnant une surface spécifique élevée aux particules métalliques conductrices et, donc, assurant une bonne conductivité électrique d'ensemble. L'invention propose également un procédé de fabrication d'un tel joint, suivant lequel on constitue un mélange de gomme de matière plastique réticulable et de particules métalliques conductrices de l'électricité, la teneur en particules métalliques étant comprise entre 20 et 80%, on met le mélange en forme, on dépose sur les faces destinées à assurer le con tact-électrique une couche mince pulvérulente de particules métalliques et de matières inertes, on calandre et on réticule le produ.it pour constituer le joint. La teneur en argent de la couche superficielle ne dépassera généralement pas la teneur dans l'âme. Dans le cas ou on utilise l'argent, notamment pour des joints de blindage en-hyperfréquence, la teneur minimale sera généralement de l'ordre de 10%. Dans le cas d'un mélange ternaire contentant, en plus des particules métalliques, de la silice et un oxyde métallique, la teneur en silice sera généralement comprise entre 20 et 80% de la fraction autre que les particules métaltiques. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit d'un mode particulier de réalisation de l'invention, donné à titre d'exemple non limitatif. La description se réfère au dessin qui l'accompagne, dans lequel - la figure 1 est un schéma de principe, en vue éclatée, montrant l'incorporation possible d'un joint suivant l'inven- tion dans un guide d'onde (l'échelle n'étant pas respecté-e pour plus de clarté), - la figure 2 est une vue en coupe suivant la ligne Il-Il de la figure 1, - la figure 3 est un schéma en coupe d'un joint suivant l'invention présentant une forme différente de celle des figures 1 et 2. Sur la figure 1, un joint suivant l'invention 10 est placé entre les brides terminales 12 de deux tronçons de guide d'onde 13 et 14 afin d'assurer a continuité électrique. Le joint 10, dont l'épaisseur est très exagérée, se présente sous forme d'une plaque rectangulaire percée d'une fenêtre centrale 15 dont les dimensions sont définies en fonction de celles du canal du guide d'onde. Le joint 10 présente une âme 16 cons tituéé par un matériau plastique élastomère et des particules métailiques conductrices. Les mélanges utilisés peuvent être de nature très diverse. Ils peuvent en particulier être ceux décrits dans le document US-A-3 140 342. Toutefois, il est avantageux d'utiliser un élastomère au silicone fabriqué à partir d'une gomme à basse viscosité réticulable au peroxyde, dans laquelle est dispersée une teneur d'argent qui dépend de la conductivité à réaliser et des fréquences pour lesquelles la continuité doit être maintenue.Il sera généralement avantageux d'utiliser de l'argent ayant une- granulométrie en majorité inférieure à La partie superficielle du joint 10, au moins sur les faces 18 destinées à venir en contact avec les brides 12, -est constituée par un mélange lié à l'élastomère et comprenant des particules de métal conductrices (qui sera généralement l'argent si ce métal est également utilisé dans l'âme 16) et des particules inertes, typiquement de silice colloïdale (ayant une granulométrie ne dépassant pas 0,3 pm) et de l'oxyde de fer. L'épaisseur de cette couche correspondra au minimum à la granulométrie des particules constitutives les plus grosses. Dans la pratique, on trouvera du mélange superficiel sur une profondeur de 50 à 120 pu. Un joint du genre montré en figures 1 et 2 et ayant une épaisseur d'environ 0,8 mm, destiné à un guide d'onde, peut avantageusement être fabriqué de la façon suivante : le mélange constitutif de l'âme est fabriqué par malaxage, puis calandré en bandes d'une épaisseur d'environ 4/dèmes. Les grilles 17 sont mises en place. Une seconde bande est déposée sur la première, prenant la grille en sandwich. L'ensemble est pressé et on badigeonne les faces opposées à l'aide d'un mélange sec des poudres constitutives de la couche superficielle, l'excès étant ôté, par exemple à la brosse. L'ensemble est pressé à la température de réticulation, qui dépend du peroxyde utilisé. Après traitement thermique de stabilisation et refroidissement, les joints sont découpés. On obtient ainsi un joint qui a une forme bien définie, assurant une bonne continuité électrique, dont les particules superficielles sont solidement ancrées dans l'élastomère et ne risquent donc pas de s'échapper, en particulier par les tranches, ce qui supprime les risques de pollution du-guide par des particules conductrices libres. Les joints suivant l'invention peuvent avoir des formes extrêmement diverses et on a montré, à titre d'exemple, en figure 3, un joint torique 10a présentant une couche superficielle ayant la même constitution que dans le cas déjà décrit, mais sur toute la surface du joint. Les joints décrits jusqu'ici ont une âme de constitution homogène. Lorsque ce joint est de grande largeur et que la conductivité en hyperfréquence à obtenir exige d'utiliser une teneur élevée en particules d'argent, le coût devient très élevé. Dans de nombreux cas, ce coût peut être notablement réduit en utilisant un joint composite dont une fraction seulement est chargée. Dans le cas illustré en figure 4, le joint 10b comporte une âme 16b chargée en particules métalliques de faible largeur 1 à laquelle est raccordée une partie 19 en élastomère ne comportant pas de charge métallique conductrice, destinée uniquement à l'étanchéité. On peut notamment fabriquer d'abord la partie conductrice, la réticuler, puis surmouler la partie 19 qui est réticulée à son tour. Une telle constitution se prête notamment aux joints pour fours à micro-ondes. Le procédé suivant l'invention est également susceptible de nombreuses variantes. La forme des joints peut être obtenue par moulage, boudinage, calandrage, etc et la réticulation peut avoir lieu en moule fermé chauffé en air chaud soit en cycles alternatifs, soit en continu. Les joints peuvent être monobloc ou adhérer à des supports métalliques plats, ronds ou a lèvres. Quel que soit le mode de réalisation adopté, on obtient, surtout si on utilise des particules de très faible granulométrie, un joint ayant des propriétés mécaniques supérieures à celles des joints de type connu pour les mêmes applications. REVENDICATIONS 1. Joint électriquement conducteur de forme définie et stable, comportant une âme de matériau plastique élastomère dans lequel sont dispersées des particules métalliques conductrices de l'électricité, la teneur en particules étant suffisante pour donner à l'élément la conductivité requise dans le domaine de fréquence rencontré, caractérisé en ce qu'il comporte une couche superficielle d'un mélange de particules métalliques, avantageusement de même nature que celle de l'âme, et de particules inertes compatibles avec l'élastomère de l'âme. 2. Joint sel-on la revendication 1 dont l'élastomère est à base de silicone, caractérisé en ce que les particules inertes sont pour partie constituées de silice. 3. Joint selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'une partie des particules inertes est constituée d'un oxyde métallique, notamment de oxyde de fer. 4. Joint selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que les particules sont à l'état colloïdal. 5. Joint selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la teneur en particules métal-liques conductrices dans-la couche superficielle est comprise entre 20 et 80% et ne dépasse pas la teneur en particules métalliques conductrices de l'âme. 6. Joint selon la revendication 2, caractérisé en ce que la proportion de silice dans les particules inertes est comprise entre 20 et 80%. 7. Procédé de fabrication de joint électriquement conducteur suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on constitue un mélange de gomme de matière plastique réticulable et. de particules métalliques conductrices de l'électricité, la teneur en particules métalliques étant comprise entre 20 et 80%, on met le mélange en forme, on dépose, au moins sur les faces destinées à assurer le contact électrique, une couche mince pulvérulente de particules métalliques et de matières inertes, on calandre et-on réticule le produit pour constituer le joint. 8. Procédé selon la revendication 7, caractérise en ce qu'on fabrique l'âme à partir d'une gomme à basse viscosité. 9. Procédé selon la revendication 7 ou 8, caractéri-sé en ce qu'on dépose ladite couche mince à sec et au pinceau. 10. Procédé selon la revendication 7, 8 ou 9, caractérisé en ce que, lors de la mise en forme du mélange, on y incorpore une grille métallique de rigidification.