INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
est une vue de face en coupe du four rotatif après liaison de boîtiers de support et d’un corps de four rotatif selon la présente demande ;
est une vue latérale en coupe du corps de four rotatif selon la présente demande ; et
est une vue schématique agrandie de la partie A dans la selon la présente demande ;
La structure test de nucléation 10t est reportée sur la structure test de liaison 20t, de manière à assembler la couche de nucléation 13t sur la couche de liaison 22t. L’assemblage peut être un collage par brasure ou par thermocompression sous vide, par collage direct, entre autres. De préférence, une couche mince de collage réalisée en le matériau fusible est disposée sur la couche de nucléation 13t, et on met en contact celle-ci avec la couche de liaison 22t. Ces deux couches fusionnent alors pour ne former qu’une même couche de liaison 22t.
La illustre l’étape suivante de retrait du substrat support 11t et des couches minces intermédiaires 12t, pour ainsi rendre libre une face supérieure de la couche de nucléation 13t. Le retrait peut être effectué par meulage ( grinding en anglais) et/ou par gravure humide ou par gravure sèche plasma (RIE, ICP…) avec arrêt de gravure sur la couche de nucléation 13t, entre autres. On obtient ainsi le substrat de croissance test 1t (1) , où la couche de nucléation 13t présente l’épaisseur initiale e (1) (supérieure ici à l’épaisseur seuil e th qui est à déterminer).
Lors d’une étape 12 (cf. ), on expose le substrat de croissance test 1t (1) à une température T exp au moins égale à la température de fusion T f de sorte que le matériau de la couche de liaison 22t est à l’état liquide. Cette température T exp est comprise entre la température de fusion T f et la température d’épitaxie T e .
Lors d’une étape 13, on évalue un critère de qualité d’adhérence, pour lequel l’énergie d’adhérence E a de la couche de nucléation 13t sur la couche de liaison 22t domine l’énergie élastique E e associée aux contraintes mécaniques subies par la couche de nucléation test 13t : E a > E e . Au premier ordre, l’énergie d’adhérence E a est le produit E a ×S d’une énergie surfacique d’adhérence E a et de l’étendue S des surfaces collées. Par ailleurs, l’énergie élastique E e peut être proportionnelle par une intégrale des contraintes mécaniques σ(z) suivant l’axe d’épaisseur. Notons que cette énergie élastique E e (e (i) ) peut également être représentative du moment M σ associé aux contraintes mécaniques σ(z), ce moment M σ pouvant être à l’origine d’une déformation en flexion (courbure concave ou convexe) de la couche de nucléation 13t.
Pour cela, on analyse, à l’aide d’un outil de mesure ou visuellement, la qualité de l’adhérence locale de la couche de nucléation test 13t sur la couche de liaison test 22t. Ainsi, la présence d’une dégradation locale de la couche de nucléation test 13t de type décollement, clivage et/ou fripure conduit à ce que le critère de qualité d’adhérence n’est pas validé. En revanche, l’absence de telles dégradations locales conduit à considérer que le critère de qualité d’adhérence est validé. On peut ici mesurer un paramètre représentatif d’une dégradation locale (décollement, clivage, fripure) de la couche de nucléation test 13t, et considérer qu’il y a dégradation lorsque ce paramètre présente une valeur supérieure ou égale à une valeur seuil prédéfinie. L’outil de mesure peut être par exemple un interféromètre optique permettant de mesurer un paramètre de maille aux rayons X.
Cette étape d’évaluation du critère de qualité d’adhérence peut être effectuée in situ , c’est-à-dire dans le réacteur d’épitaxie, à température ambiante T a ou à une température supérieure à la température de fusion T f par exemple à 200°C ou 300°C. En variante, l’étape d’évaluation peut être effectuée en-dehors du réacteur d’épitaxie, par exemple à une température comprise entre la température ambiante T a et la température de fusion T f .
Dans le cas où le critère de qualité d’adhérence n’est pas vérifié (présence de dégradations locales), on réitère les étapes 11 à 13 en réalisant un nouveau substrat de croissance test 1t (i+1) où la nouvelle couche de nucléation 13t présente alors une épaisseur e (i+1) inférieure à l’épaisseur e (i) de l’incrément précédent : e (i+1) (i) .
En revanche, lorsque le critère de qualité d’adhérence est vérifié, on définit alors l’épaisseur seuil e th comme étant égale à l’épaisseur e (i) de la couche de nucléation 13t du substrat de croissance test 1t (i) en cours. On poursuit alors avec la phase 20 de réalisation du substrat de croissance 1.
Notons ici que le champ de contraintes mécaniques σ dans les couches minces 12t et 13t de la structure test de nucléation 10t peut présenter une variation en épaisseur σ(z) similaire à celle illustrée sur la . Les contraintes mécaniques peuvent avoir été déterminées à partir de l’approche présentée dans le document de Charles et al. intitulé Extraction of stress and dislocation density using in-situ curvature measurements for AlGaN and GaN on silicon growth , J. Cryst. Growth 517 (2019) 64-67. Le trait continu et le trait en pointillés représentent respectivement la variation en épaisseur des contraintes mécaniques à température ambiante T a , et à la température d’épitaxie T e .
Il apparaît que la couche mince 12t.1 d’AlN présente une contrainte mécanique sensiblement constante suivant l’axe Z, et est légèrement en tension à température ambiante T a , et sensiblement relaxée à la température d’épitaxie T e . En revanche, les couches minces 12t.2 et 12t.3 en AlGaN, ainsi que la couche de nucléation 13t, ne sont pas uniformes en épaisseur, mais diminuent d’une valeur haute à une valeur basse suivant la direction +Z avec un gradient qui diminue, et présentent ainsi des pics de contraintes mécaniques situés à l’interface entre chaque couche. De plus, il apparaît que les contraintes mécaniques σ(z) augmentent avec la température. Aussi, alors qu’à température ambiante T a , chacune de ces couches minces présente des contraintes mécaniques qui passent d’un signe positif (compression) à un signe négatif (tension), à la température d’épitaxie T e , elles restent de signe positif (compression) quelle que soit la valeur z considérée.
Aussi, il apparaît que l’étape de détermination de l’épaisseur seuil e th permet de réaliser ensuite une couche de nucléation 13 dans laquelle les contraintes mécaniques présentent un gradient en épaisseur diminué : on a ainsi supprimé une partie de la couche de nucléation où le gradient en épaisseur des contraintes mécaniques était le plus important. On réduit ainsi l’intensité du moment M σ associé aux contraintes mécaniques σ(z), et donc les risques de dégradations (décollement, clivage, fripure) liées à une déformation en flexion de la couche de nucléation 13.
Phase 20 de réalisation du substrat de croissance 1
Lors d’une étape 21 ( ), on réalise maintenant la première structure 10 à couche de nucléation 13. Elle est ici réalisée de manière similaire ou identique à l’étape 11 ( ), de sorte que la couche de nucléation 13 présente un champ de contraintes mécaniques identique à celui de la couche de nucléation test 13t. Comme précédemment, la structure à nucléation 10 est, dans cet exemple, formé de l’empilement du substrat support 11, de couches minces intermédiaires 12 de gestion des contraintes mécaniques (ici une couche mince 12.1 d’AlN, puis des couches minces 12.2 à base d’AlGaN, ici de l’Al 0.5 Ga 0.5 N, puis de l’Al 0.2 Ga 0.8 N), puis de la couche de nucléation 13 ici en GaN.
Dans cet exemple, le procédé de réalisation comporte une étape ultérieure 22 d’amincissement de la couche de nucléation 13. Aussi, la couche de nucléation 13 présente, à l’étape 21, une épaisseur initiale e i , supérieure à l’épaisseur seuil e th , par exemple une épaisseur de 2000nm. En variante, dans le cas où le procédé de réalisation ne comporte pas d’étape d’amincissement, la couche de nucléation 13 peut alors être réalisée de sorte que son épaisseur est directement inférieure ou égale à l’épaisseur seuil e th .
Comme l’illustre la , la structure de nucléation 10 est assemblée à une structure intermédiaire 30 (poignée temporaire), de sorte que, une fois reportée et collée sur la couche de liaison 22 (cf. ), la couche de nucléation 13 présente à nouveau la polarité initiale. En effet, dans la structure de nucléation 10, la couche de nucléation 13 présente avantageusement une polarité gallium, et le report sur la poignée temporaire, permettra ensuite, après report sur la couche de liaison 22, de retrouver cette même polarité gallium. Notons que le fait de dire qu’un composé cristallin formé au moins d’un premier élément (par exemple l’azote) et d’un deuxième élément (par exemple le gallium) a une polarité du premier élément (ici l’azote) signifie que le composé cristallin croît selon une direction donnée et que, lorsqu’il est coupé dans un plan perpendiculaire à la direction de croissance, la face exposée comprend essentiellement des atomes du premier élément.
Aussi, la couche de nucléation 13 est mise au contact d’une couche de collage 32 qui recouvre un substrat support 31 de la structure intermédiaire 30. La couche de collage 32 peut être une couche d’oxyde, une couche polymère, ou une couche métallique. A titre d’exemple, elle peut être formée d’une couche d’oxyde d’une épaisseur de quelques centaines de nanomètres revêtue d’une couche d’adhérence en titane Ti d’une épaisseur de quelques nanomètres. Puis, comme l’illustre la , on retire ensuite le substrat support 11 et les couches minces intermédiaires 12, pour rendre libre une face supérieure de la couche de nucléation 13. Le retrait peut être effectué comme indiqué précédemment, c’est-à-dire par meulage et/ou par gravure humide ou par gravure sèche plasma, entre autres.
PREMIER CIRCUIT THERMODYNAMIQUE : CIRCUIT DE DEGIVRAGE
La sortie du deuxième compresseur C 2 , c’est-à-dire son refoulement, est connectée fluidiquement à un circuit de dégivrage. Le volume de CO 2 F 1 qui se trouve sous forme gazeuse et à haute température est refoulé par le deuxième compresseur C 2 vers le circuit de dégivrage. On entend par « circuit de dégivrage » un circuit comprenant au moins un équipement à dégivrer. Il s’agit par exemple d’évaporateurs d’un tunnel de surgélation ou d’une chambre froide.
PREMIER CIRCUIT THERMODYNAMIQUE : BOUTEILLE CO2 Selon un mode de réalisation, le système de dégivrage 100 comprend un réservoir B 1 . Le réservoir B 1 appartient au premier circuit thermodynamique. Le réservoir B 1 est par exemple muni d’une vanne avec un tube plongeur pour assurer l’alimentation en fluide même en cas de niveau bas de liquide. Le réservoir B 1 se présente par exemple sous la forme d’une bouteille. Il s’agit par exemple d’une bouteille horizontale ou d’une bouteille verticale. Le réservoir B 1 comprend par exemple une isolation du corps dudit réservoir B 1 .
Le réservoir B 1 comprend au moins une entrée et au moins une sortie, au travers desquelles circule au moins une portion du volume de CO 2 F 1 .
Au moins une entrée du réservoir B 1 est par exemple connectée à une sortie du premier circuit du premier échangeur C 1 E 1 .
Au moins une sortie du réservoir B 1 est par exemple connectée à une entrée du premier circuit du deuxième échangeur C 1 E 2 .
Dans ce cas, au moins une portion du volume de CO 2 F 1 compris dans le réservoir B 1 est par exemple acheminée directement depuis ledit réservoir B 1 vers le premier circuit du deuxième échangeur C 1 E 2 .
Un avantage du réservoir B 1 est de compenser les variations de volume du volume de CO 2 F 1 .
Selon un mode de réalisation, la capacité de stockage du réservoir B 1 est choisie de sorte à permettre de stocker la totalité du volume de CO 2 F 1 circulant dans le système de dégivrage 100. Dans ce cas, le réservoir B 1 comprend par exemple une vanne de départ liquide.
Un avantage est de pouvoir permettre une maintenance des équipements thermiques du premier circuit thermodynamique.
DEUXIEME CIRCUIT THERMODYNAMIQUE : COMPRESSEUR NH 3
Selon un mode de réalisation, le système de dégivrage 100 comprend un troisième compresseur C 3 . Le troisième compresseur C 3 appartient au deuxième circuit thermodynamique. Il sert donc à comprimer au moins une portion du volume de NH 3 F 2 .
Une entrée du troisième compresseur C 3 est par exemple connectée fluidiquement à une sortie du deuxième circuit du premier échangeur C 2 E 1 . Le troisième compresseur C 3 aspire par exemple au moins une portion du volume de NH 3 F 2 délivré en sortie du deuxième circuit du premier échangeur C 2 E 1 . Dans ce cas, le troisième compresseur C 3 comprime au moins une portion du volume de NH 3 F 2 évaporé dans le deuxième circuit du premier échangeur C 2 E 1 .
Une sortie du troisième compresseur C 3 est par exemple connectée fluidiquement à une sortie du deuxième circuit thermodynamique.
Selon un mode de réalisation, le système de dégivrage 100 comprend un dispositif de contrôle de pression.
Le dispositif de contrôle de pression est par exemple connecté au deuxième compresseur C 2 et au troisième compresseur C 3 .
Dans les dessins, les numéros de référence sont les suivants : 1, bac de tête de four ; 11, tuyau d’alimentation ; 2, mécanisme de chauffage ; 21, tuyau conducteur de chaleur ; 3, boîtier de support ; 31, rainure de limitation ; 32, pompe à gaz ; 33, siège de guidage de gaz ; 34, moteur ; 4, corps de four rotatif ; 41, bague de liaison ; 42, élément conducteur de chaleur ; 43, rainure de guidage de matière ; 5, bac de queue de four ; 51, tuyau de guidage de matière ; 6, mécanisme de remorquage ; 7, mécanisme d’entraînement ; 8, mécanisme d’agitation ; 81, pale ; 811, filet de séparation ; 82, arbre rotatif ; 821, rainure à gaz.
DESCRIPTION DETAILLÉE DES MODES DE RÉALISATION Les modes de réalisation de la présente demande sont décrits en détail ci-après, et des exemples de réalisation sont représentés aux dessins, dans lesquels des références identiques ou similaires représentent des éléments identiques ou similaires ou des éléments ayant des fonctions identiques ou similaires tout au long de la description. Les modes de réalisation décrits ci-dessous en référence aux dessins ne sont que des exemples de modes de réalisation qui sont utilisés pour expliquer la présente demande, et ne doivent pas être interprétés comme limitant la présente demande.
Comme le montrent la et la , dans ce mode de réalisation, un tuyau d’alimentation 11 destiné à communiquer avec la cavité interne du corps de four rotatif 4 est prévu à un fond du bac de tête de four 1 ; le tuyau conducteur de chaleur 21 destiné à communiquer avec la cavité interne du corps de four rotatif 4 est prévu à une extrémité du mécanisme de chauffage 2 ; un tuyau de guidage de matière 51 destiné à communiquer avec la cavité interne du corps de four rotatif 4 est prévu à une extrémité du bac de queue de four 5 ; et le tuyau d’alimentation 11, le tuyau conducteur de chaleur 21 et le tuyau de guidage de matière 51 passent tous à travers le boîtier de support 3 relié au bac de tête de four 1 et s’étendent dans la cavité interne du corps de four rotatif 4. L’agencement du tuyau d’alimentation 11, du tuyau conducteur de chaleur 21 et du tuyau de guidage de matière 51 permet de traiter la chaleur générée par la matière première de batterie et d’injecter ou de faire sortir de manière stable le mécanisme de chauffage 2 de la cavité interne du corps de four rotatif 4 à travers les boîtiers de support 3, ce qui assure l’alimentation et le déchargement stables de la matière première de batterie et l’utilisation stable du corps de four rotatif 4.
Afin d’éviter que les impuretés attachées aux fumées dans le corps de four rotatif 4 ne bloquent la pompe à gaz 32 et n’endommagent la pompe à gaz 32, dans ce mode de réalisation, une membrane filtrante anti-poussière (non représentée dans la figure) est prévue à une extrémité du tuyau d’entrée de gaz de la pompe à gaz 32, de sorte que les fumées puissent être filtrées puis pompées à l’intérieur du siège de guidage de gaz 33 à travers la pompe à gaz 32, ce qui évite le blocage de la pompe à gaz 32 par les impuretés dans les fumées, et prolonge la durée de vie de la pompe à gaz 32.
Comme le montre la , dans ce mode de réalisation, une direction de rotation du corps de four rotatif 4 est opposée à une direction de rotation du mécanisme d’agitation 8. Le corps de four rotatif 4 et le mécanisme d’agitation 8 qui tournent en sens inverse sont prévus, de sorte que le gaz à haute température est affecté par la force de rotation du mécanisme d’agitation 8 lorsque le gaz à haute température est injecté dans la cavité interne du corps de four rotatif 4 à travers les pales 81, et le gaz à haute température de diffusion frappe vers la paroi interne du corps de four rotatif 4, ce qui augmente efficacement la force d’impact de gaz, atteint l’objectif de disperser complètement la matière première de batterie, améliore la distribution uniforme entre les matières premières de batterie, et évite en outre la liaison entre les matières premières de batterie.
Comme le montrent la et la , dans ce mode de réalisation, une bague de liaison 41 est prévue à chacune des deux extrémités du corps de four rotatif 4 pour la liaison avec les boîtiers de support 3, de sorte que le corps de four rotatif 4 tourne entre les deux boîtiers de support 3 sous l’action du mécanisme de remorquage 6 et du mécanisme d’entraînement 7. Dans ce mode de réalisation, un élément conducteur de chaleur 42 est prévu dans la cavité interne du corps de four rotatif 4, l’élément conducteur de chaleur 42 est agencé en spirale sur une paroi latérale de la cavité interne du corps de four rotatif 4, et une rainure de guidage de matière en spirale 43 est formée entre l’élément conducteur de chaleur 42 et la paroi interne du corps de four rotatif 4. Dans ce mode de réalisation, une direction de spirale de l’élément conducteur de chaleur 42 et une direction de spirale de la rainure de guidage de matière 43 sont identiques à la direction de rotation du corps de four rotatif 4. Une rainure de limitation 31 correspondant à la bague de liaison 41 est prévue dans chaque boîtier de support 3, de sorte que le corps de four rotatif 4 et le boîtier de support 3 puissent être reliés en rotation par la coopération mutuelle entre la bague de liaison 41 et la rainure de limitation 31, ce qui assure une rotation stable du corps de four rotatif 4 entre les deux boîtiers de support 3 sous l’action du mécanisme de remorquage 6 et du mécanisme d’entraînement 7. L’agencement de l’élément conducteur de chaleur 42 et de la rainure de guidage de matière 43 permet à la matière première de batterie d’être toujours en contact avec l’élément conducteur de chaleur 42 lorsque la matière première de batterie se déplace le long de la rainure de guidage de matière 43 d’une extrémité du bac de tête de four 1 à une extrémité du bac de queue de four 5, ce qui sèche efficacement la matière première de batterie à travers l’élément conducteur de chaleur 42 et la paroi interne du corps de four rotatif 4. En plus, lorsque l’élément conducteur de chaleur 42 et la rainure de guidage de matière 43 sont utilisés pour coopérer avec le mécanisme d’agitation 8, le gaz soufflé par les pales 81 a un impact sur la matière première de batterie dans la rainure de guidage de matière 43 pour augmenter davantage la force d’impact du gaz, de sorte que la matière première de batterie monte et descend en continu sous l’influence de l’élément conducteur de chaleur 42 et de la rainure de guidage de matière 43, ce qui peut non seulement améliorer davantage l’uniformité du séchage de la matière première de batterie, mais également accélérer le séchage de la matière première de batterie et améliorer la vitesse de séchage de la matière première de batterie.
Comme le montre la , dans ce mode de réalisation, les pales 81 ont une structure en forme de plaque plate ou une structure en forme d’arc circulaire. De préférence, les pales 81 ont la structure en forme d’arc circulaire, et les pales en forme d’arc circulaire 81 ont un meilleur guidage, ce qui peut augmenter la force d’impact lorsque le gaz s’écoule hors des filets de séparation 811.
Comme le montre la , dans ce mode de réalisation, au moins deux mécanismes de remorquage 6 sont prévus ; et le mécanisme d’entraînement 7 est situé entre les au moins deux mécanismes de remorquage 6. Dans ce mode de réalisation, une bague de limitation et une bague d’engrenage qui sont reliées aux au moins deux mécanismes de remorquage 6 et au mécanisme d’entraînement 7 sont prévues à l’extérieur du corps de four rotatif 4. Les au moins deux mécanismes de remorquage 6 et le mécanisme d’entraînement 7 peuvent entraîner le corps de four rotatif 4 en rotation de manière stable, tous deux appartiennent à la technologie classique et ne sont pas décrits ici.
En résumé, dans le four rotatif pour traiter une matière première de batterie fourni par la présente demande, le mécanisme d’agitation 8 ayant la direction de rotation opposée à celle du corps de four rotatif 4 est prévu à l’intérieur du corps de four rotatif 4, et le gaz à haute température à l’intérieur du corps de four rotatif 4 est pompé dans le mécanisme d’agitation 8 à travers la pompe à gaz 32, de sorte que le gaz à haute température puisse être réinjecté dans la cavité interne du corps de four rotatif 4 à travers les pales rotatives 81, et la matière première de batterie à l’intérieur du corps de four rotatif 4 peut être entièrement dispersée à travers le gaz à haute température de diffusion ayant un impact sur la matière première de batterie à l’intérieur du corps de four rotatif 4, ce qui évite la liaison de la matière première de batterie, assure un contact suffisant entre la matière première de batterie et la paroi interne du corps de four rotatif 4, et améliore la vitesse de séchage de la matière première de batterie.
Toute référence dans cette spécification à "un mode de réalisation", "un certain mode de réalisation", "un exemple", "un mode de réalisation spécifique" et "un certain exemple", etc. signifie qu’une fonctionnalité, une structure ou une caractéristique particulière décrite en relation avec le mode de réalisation est incluse dans au moins un mode de réalisation de la demande. Dans cette spécification, l’expression schématique des termes ci-dessus ne doit pas être comprise comme se référant au même mode de réalisation ou exemple. En outre, les fonctionnalités, structures, matières ou caractéristiques spécifiques décrites peuvent être combinés dans l’un quelconque ou plusieurs des modes de réalisation ou exemples de manière appropriée. En plus, l’homme du métier peut combiner et composer différents modes de réalisation ou exemples décrits dans la présente spécification.
Bien que les modes de réalisation de la présente divulgation aient été représentés et décrits ci-dessus, il doit être compris que les modes de réalisation ci-dessus sont des exemples et ne peuvent être compris comme une limitation à la présente demande. L’homme du métier peut apporter des changements, modifications, substitutions et variations aux modes de réalisation ci-dessus dans le cadre de la présente demande.
MODULE DE GESTION DE FLUIDE DESTINÉ À UN VÉHICULE DOMAINE DE L’INVENTION Cette invention concerne le domaine des systèmes de gestion thermique destinés à un véhicule.
ARRIÈRE-PLAN DE L’INVENTION Les véhicules modernes ont des systèmes de gestion thermique tels que des circuits de refroidissement/chauffage pour offrir des fonctions de confort pour les utilisateurs du véhicule et pour assurer une commande de température nécessaire de composants tels que des composants de pilotage. Les circuits de refroidissement/chauffage consistent essentiellement en des composants de gestion thermique tels que des pompes, des vannes et des échangeurs de chaleur, et en des composants qui servent à guider un fluide et qui raccordent fluidiquement les composants de gestion thermique les uns avec les autres, tels que des modules de gestion de fluide. Le fluide s’écoule en allers-retours dans les circuits et échange de l’énergie avec l’air de l’habitacle du véhicule, ceci assurant la gestion thermique de l’air.
Le développement des véhicules électriques a augmenté la nécessité de systèmes de climatisation optimisés ainsi que de systèmes de pompe à chaleur avec des processus d’usinage simplifiés et rentables.