Brevet FR2546911A1 — publié le 19841207

Procédé pour la réalisation d'une couche massive par électrophorèse ". La présente invention concerne un procédé par électrophorèse pour la réalisation d'une couche massive ou d'un corps de forme par séparation de particules hors d'une suspension dans un champ électrique. I1 est connu d'obtenir une couche massive par séparation dans un champ électrique continu en déposant par utilisation de l'électrophorèse des particules à partir d'une suspension, sur une surface polarisée anodique, dans le but d'un traitement, d'une mise en forme ou d'amélioration de surface. Selon le brevet DRP 253 429, il est utilisé, pour la déshydratation et l'épuration d'argile, une anode cylindrique en plomb, à demi plongée dans un récipient de limon et tournant horizontalement. Une cathode constituée en laiton est disposé dans le récipient à limon à une distance déterminée d'éloignement de l'anode. L'argile séparée et déposée sur l'anode est séparée du cylindre d'anode avec un râcloir en acier. Ce procédé fondamental de fabrication par électrophorèse a été amélioré par l'emploi d'électrodes sous vide. Par constitution d'une installation avec anodes en forme de disques suivant le brevet DD WP 155 483, il a été possible d'accroitre considérablement la quantité séparée par une augmentation des surfaces d'électrodes. En outre, selon le brevet DE 1 951 931 B 28b et le brevet DE 2 140 995, des essais ont été décrits tendant à dissocier par électrophorèse le limon versé dans des moules en plâtre. A l'aide d'éléments auxiliaires, consistant en moules électriquement conducteurs, on a pu fabriquer des creusets, des tasses ou autres corps coulés. Cependant, ce procédé n'a pas donné lieu à une exploitation à échelle industrielle. Les procédés antérieurement connus par déshydratation et mise en forme présentent l'inconvénient commun que, lors de la séparation dans le champ électrique continu, il se produit une structure de coagulation avec une teneur en eau élevée et un gradient d'humidité élevé. Dans le cas de la réalisation par électrophorèse, d'après le brevet DRP 253 429, ce gradient est tellement élevé qu'une mise en forme plastique ultérieure, sans séchage supplémentaire de la masse, n'est pas possible. Dans les procédés de formage par électrophorèse, l'humidité élevée du plan de cisaillement, son instabilité lors de la sortie du moule et le gradient d'humidité élevé, ont pour conséquence une déformation de l'ébauche au cours du séchage. En outre, la consommation d'énergie et la corrosion d'anode sont relativement élevées. En vue d'éliminer ces inconvénients, il est connu de lier la formation de flanc de cisaillement due à l'électrophorèse à une application de pression, de manière analogue aux opérations de pressage humide. D'après le brevet DE 27 12 318, deux anodes, correspondant au côté extérieur et au côté intérieur de l'article à fabriquer, plongent dans une cuve contenant du limon. Entre ces deux électrodes, est disposée une cathode à double paroi. Après le processus de séparation qui dure quelques minutes suivant l'épaisseur de paroi à obtenir, les deux anodes sont éloignées l'une de l'autre et la cathode est retirée latéralement. Ensuite, les deux couches déposées sont pressées entre elles de telle sorte que le limon qui se trouve entre les deux couches déposées soit expulsé. D'après le brevet DE 2 617 998, il est utilisé, pour la fabrication d'une bande céramique sans fin, comme anode, deux cylindres disposés l'un en face de l'autre. Dans l'intervalle en forme de'V formé entre les deux cylindres est mise en place une contre-électrode de forme correspondante. Le limon est amené, par une conduite, à partir d'un réservoir d'approvisionnement, dans l'intervalle en forme de V, où se produit, par électrophorèse, un dépôt de limon sur les enveloppes des cylindres. Par une rotation en sens opposés des cylindres, les deux couches déposées dans la fente entre cylindres sont pressées ensemble en une double-couche. Dans ce cas également, la consommation d'énergie et la corrosion des anodes qui se manifestent par une consommation considérable de zinc sont relativement élevées. D'autre part-, des procédés par électrophorèse sont connus pour l'apport des couches de production telles que, par exemple, vernis, mail, oxydes résistant à la chaleur et à la corrosion, et analogues. Dans ces opérations de dépôt par électrophorèse, se rencontre également l'inconvénient que la couche déposée possède une structure de coagulation non cohérente avec une teneur élevée de dispersion et qui, par conséquent, ne peut être que difficilement maitrisée par des techniques automatiques. La présente invention a pour but de réaliser un procédé pour la fabrication, par électrophorèse, d'une couche massive ou d'un corps de forme, procédé par lequel la fraction solide séparée et déposée est accrue, en produisant ainsi une structure de coagulation plus compacte et solide de la couche de masse déposée, avec, en outre, une usure d'anode et une rugosité de surface d'anode ainsi produite, plus réduites. Conformément à l'invention, ce problème est résolu en ce que les particules dispersées dans une suspension, sont séparées au moyen d'une tension continue pulsée, cette tension pulsée étant différente d'une tension continue usuelle stabilisée, ou d'une tension sinusoidale redressée, telle que, par exemple, des impulsions de tension à allure parabolique, dents de scie ou tensions d'allure analogue à celle de charge d'un condensateur. Avantageusement, l'allure courbe de la tension dans son comportement ascendant est accordée à la suspension. Suivant une autre caractérisque de l'invention, la fréquence de la tension pulsée est en accord avec la suspension. Cela présente l'avantage que, par exemple, une tension parabolique avec allure de croissance de tension accordée à la suspension et une fréquence correspondante, en comparaison avec une tension continue usuelle, avec même puissance électrique utilisée, influence la formation de cisaillement par électrophorèse, de telle sorte que le temps de relaxation et l'échauffement propre de la suspension sont réduits et que, ainsi, la quantité séparée et déposée par unité de temps, et ainsi le rendement de l'opération d'électrophorèse sont accrus. L'utilisation de tensions pulsées avec frequence définie conduit à une formation de plans de cisaillement avec une teneur moyenne de dispersion nécessaire pour le traitement ultérieur, et à une amélioration du gradient de la dispersion, ainsi qu'à une réduction importante de l'usure d'anodes, c'est-à-dire généralement à la consommation de zinc. En outre, la rugosité de surface d'anode causée par l'usure d'érosion est nettement diminuée. Suivant une autre caractéristique de l'invention, la fréquence est modifiée au cours du processus de séparation et dépôt. Enfin, la tension continue pulsée peut être superposée avec une fraction de tension continue. L'invention est expliquée ci-après à l'aide de deux exemples Exemple I Dans la fabrication de corps coulés à géométrie simple tels que creusets, plaques, coquilles ou analogues, on met en circuit, comme anode, un moule pourvu de plans de partage, correspondant à la forme de l'article à fabriquer. Dans ce moule, est positionnée une cathode de géométrie analogue, à une distance de 3 centimètres de la surface intérieure du moule. Les électrodes sont reliées à un générateur d'impulsions de puissance appropriée, lequel fournit à sa sortie des impulsions à allure parabolique avec une fréquence comprise entre 10 et 15 KHZ. Après remplissage du moule polarisé comme anode, avec une suspension de céramique fine à l'état fluide, et introduction de la cathode,-on met en circuit une tension pulsée ayant des pointes de tension de 32 volts et une fréquence de 725 Hz. Après le temps de séparation, la suspension restante est retirée et la cathode est éloignée du moule. Après séparation des éléments de moule, le corps coulé qui a été formé peut etre retiré du moule. Une déformation du produit après le séchage et la cuisson est largement évitée grâce au faible gradient d'humidité. Exemple Il Le procédé sert à la déshydratation en continu de suspensions de céramique dans la fabrication d'une masse céramique plastique avec une teneur en humidité nécessaire pour des travaux ultérieurs. Un cylindre polarisé comme anode est mis en rotation dans une cuve remplie avec une suspension céramique, cette cuve présentant un rayon supérieur de 4 centimètres à celui du cylindre. La distance entre l'enveloppe du cylindre et la surface intérieure de la cuve est constante et égale à 4 centimètres. La vitesse de rotation est choisie telle que, chaque point de la surface enveloppe du cylindre reste en contact pendant 260 secondes par tour avec la suspension. La suspension préalablement préparée est introduite au même endroit dans la cuve, de telle sorte que le cylindre soit immergé. L'évacuation de la suspension est prévue à l'endroit où la bande massive formée quitte la cuve de réaction avec une teneur en humidité définie. L'emploi d'une tension pulsée à allure hyperbolique accordée à la suspension, avec une fréquence de 725 Kz et une pointe de tension de 80 volts donne un taux de séparation supérieur à 30 % à celui du procédé par électrophorèse habituel avec une consommation d'énergie comparable. REVENDICATIONS 1 ) Procédé pour la fabrication d'une couche massive par électrophorèse ou d'un corps de forme, par séparation et dépot de particules céramiques, col bides organiques, particules non plastiques et analogues, à partir d'une suspension, procédé caractérisé en ce que des particules dispersées dans une suspension sont séparées au moyen d'une tension continue pulsée, qui est différente d'une tension continue usuelle stabilisée ou d'une tension sinusoidale redressée, telle que, par exemple, des impulsions de tension à allure parabolique tensions en dents de scie, et allures de tension telles que celles de la charge d'un condensateur ou analogues. 20) Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'allure de courbe de la tension présente un comportement ascendant déterminé accordé à la suspension. 30) Procédé suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'on utilise une fréquence définie, dépendante de la suspension. 40) Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la fréquence est modifiée au cours du pr-ocessus de séparation. 50) Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la tension continue pulsée est superposée avec une fraction de tension continue.