INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Par ailleurs, l'extrémité de chacune des parties mâle 164 et femelle 165 de la plateforme d'articulation 162 comporte également une traverse 174, 175 en forme générale de tube constitué d'au moins deux âmes 176, 177 verticales parallèles entre elles, disposées transversalement entre les parois supérieure et inférieure 168, 169 ; 170, 171, et reliant ces dernières entre elles, ladite traverse 174, 175 étant agencée pour permettre la fixation d'un bogie sous les parties mâle 164 et femelle 165 de la plateforme d'articulation 163 et reprendre les efforts mécaniques associés, mais également pour permettre le passage éventuel de câbles électriques et/ou du circuit hydraulique et pneumatique.
Par ailleurs, on comprend bien que, de manière classique, les parois supérieure et inférieure 168, 169 ; 170, 171 et les deux parois 172, 173 verticales pourront en outre être ajourées et liées entre elles par une pluralité de voiles internes 178.
Chacune des parties mâle 164 et femelle 165 de la plateforme d'articulation 163 est également formée par l'extrémité du caisson 156 associé. Ainsi, en référence à la , contrairement au caisson 106 précédemment décrit, l'extrémité du chaque caisson 156 opposée à la première ou deuxième plateforme d’attelage 153, 154 est telle que les ailes supérieure et inférieure 107, 108 dudit caisson 156 comprennent chacune une excroissance 179, 180 s'étendant horizontalement et conformée pour être fixée respectivement en bout et dans le prolongement des parois supérieure et inférieure 168, 169 ; 170, 171 de l'extrémité correspondante des parties mâle 164 et femelle 165 de la plateforme d'articulation 163, Avec cette configuration particulière, l'extrémité de chacune desdites ailes supérieure et inférieure 107, 108 dudit caisson 156 a une forme générale de T. Par ailleurs, les âmes 162 verticales du caisson 156 s'étendent alors jusqu'à l'extrémité desdites excroissances 179, 180, ces dernières étant de plus avantageusement fermées au moins en partie en périphérie par deux cornières 181 afin que l'ensemble excroissances 179, 180 - cornières 181 forme un caisson.
De préférence, une taille de particule des nucléus cristallins de blanc de Prusse dans l’étape (1) est de 0,3 μm à 0,6 μm, par exemple de 0,3 μm, 0,35 μm, 0,4 μm, 0,5 μm, 0,55 μm ou 0,6 μm.
De préférence, une concentration de la solution de sulfate de manganèse de qualité industrielle dans l’étape (2) est de 0,4 mol/l à 2 mol/l, par exemple de 0,4 mol/l, 0,5 mol/l, 0,8 mol/l, 1 mol/l, 1,5 mol/l ou 2 mol/l.
De préférence, un temps d’ajout total de la solution de sulfate de manganèse de qualité alimentaire dans l’étape (1) et de la solution de sulfate de manganèse de qualité industrielle dans l’étape (2) est de 8 heures.
La solution de sulfate de manganèse de qualité alimentaire, la solution de sulfate de manganèse de qualité industrielle et la solution d’agent complexant sont toutes introduites dans le réacteur rempli de la solution de ferrocyanure de sodium avec une pompe doseuse.
De préférence, un rapport molaire de la solution de ferrocyanure de sodium à la solution de sulfate de manganèse de qualité alimentaire dans l’étape (1) et à la solution de sulfate de manganèse de qualité industrielle dans l’étape (2) est de (1 à 1,2):1, par exemple de 1:1, 1,05:1, 1,08:1, 1,1:1, 1,15:1 ou 1,2:1.
De préférence, la réaction de vieillissement dans l’étape (3) est effectuée à une température de 30 °C à 98 °C, par exemple de 40 °C, 50 °C, 60 °C, 70 °C, 80 °C, 90 °C ou 98 °C.
De préférence, la réaction de vieillissement dure 3 heures à 24 heures, par exemple 3 heures, 5 heures, 10 heures, 15 heures, 20 heures ou 24 heures.
De préférence, le lavage comprend un lavage à l’eau pure.
De préférence, le séchage est effectué à une température de 150 °C à 180 °C, par exemple de 150 °C, 155 °C, 160 °C, 170 °C, 175 °C ou 180 °C.
De préférence, la taille des particules du produit blanc de Prusse dans l’étape (3) est de 0,8 μm à 2 μm, par exemple de 0,8 μm, 0,85 μm, 1 μm, 1,5 μm, 1,8 μm ou 2 μm.
En tant que solution technique préférée de la présente invention, le procédé pour l’ajustement de la taille des particules de blanc de Prusse comprend les étapes suivantes consistant à : (1) ajouter une solution de sulfate de manganèse de qualité alimentaire ayant une concentration de 0,4 mol/l à 2 mol/l et une solution d’agent complexant ayant une concentration de 0,4 mol/l à 15 mol/l dans une solution de ferrocyanure de sodium ayant une concentration de 0,3 mol/l à 0,6 mol/l, introduire de l’azote et effectuer une réaction de précipitation à une température de 50 °C à 98 °C à une intensité d’agitation de 200 tr/min à 500 tr/min pour générer des nucléus cristallins de blanc de Prusse ayant une taille des particules de 0,3 μm à 0,6 μm ; la solution d’agent complexant comprenant l’une quelconque d’une solution d’acide citrique, d’une solution d’acide maléique, d’une solution d’acides de baie de goji, d’une solution d’acide éthylènediaminetétraacétique, d’une solution de citrate de sodium ou d’ammoniaque ou une combinaison d’au moins deux de celles-ci ; un rapport molaire de la solution de sulfate de manganèse de qualité alimentaire à la solution d’agent complexant étant de (0,1 à 20):1 ; et un temps d’ajout de la solution de sulfate de manganèse de qualité alimentaire pendant la réaction de précipitation étant de 0,12 heure à 2 heures ; (2) remplacer la solution de sulfate de manganèse de qualité alimentaire par la solution de sulfate de manganèse de qualité industrielle ayant une concentration de 0,4 mol/l à 2 mol/l et garder les autres conditions inchangées, de sorte que les germes cristallins de blanc de Prusse grossissent en continu pour obtenir une suspension épaisse ; et un temps d’ajout total de la solution de sulfate de manganèse de qualité alimentaire dans l’étape (1) et de la solution de sulfate de manganèse de qualité industrielle dans l’étape (2) étant de 8 heures ; et un rapport molaire du ferrocyanure de sodium à la solution de sulfate de manganèse de qualité alimentaire dans l’étape (1) et à la solution de sulfate de manganèse de qualité industrielle dans l’étape (2) étant de (1 à 1,2):1 ; et (3) soumettre successivement la suspension épaisse à une réaction de vieillissement à une température de 30 °C à 98 °C pendant 3 heures à 24 heures, une séparation solide-liquide, un lavage à l’eau pure et un séchage à une température de 150 °C à 180 °C pour obtenir un produit blanc de Prusse ayant une taille des particules de 0,8 μm à 2 μm.
Par comparaison avec l’état antérieur de la technique, la présente demande a au moins les effets avantageux suivants : (1) le procédé pour l’ajustement de la taille des particules de blanc de Prusse fourni par la présente invention permet d’ajuster la taille des particules du blanc de Prusse uniquement par le simple changement du type de la solution de sulfate de manganèse sans changement des autres conditions de réaction, ce qui est commode à mettre en œuvre, simple et réglable ; et (2) la taille des particules du produit blanc de Prusse obtenu grâce au procédé pour l’ajustement de la taille des particules de blanc de Prusse fourni par la présente invention est de 0,8 μm à 2 μm, ce qui intègre la capacité de taux de décharge et la masse volumique après compactage du blanc de Prusse, a la capacité de taux de décharge meilleure que celle du blanc de Prusse de 2 μm à 3 μm et a la masse volumique après compactage plus élevée que celle du blanc de Prusse de 0,5 μm.
La est une image de MEB d’un produit blanc de Prusse obtenu dans l’exemple 1.
La est une image de MEB d’un produit blanc de Prusse obtenu dans l’exemple comparatif 1.
La est une image de MEB d’un produit blanc de Prusse obtenu dans l’exemple comparatif 2.
Description détaillée Les solutions techniques de la présente invention vont être décrites plus en détail en référence aux dessins ci-joints et aux exemples spécifiques ci-après.
De façon surprenante et inattendue, les inventeurs ont trouvé que le procédé selon l’invention permettait d’obtenir un matériau composite ligno-cellulosique présentant une flexibilité bi-axiale améliorée par rapport au matériau de départ et permanente à température ambiante tout en conservant un aspect et toucher naturel.
Un premier objet de l’invention concerne un procédé d’obtention d’un matériau composite ligno-cellulosique comprenant les étapes suivantes : - une étape (1) d’hydratation partielle et/ou de dissolution partielle de la cellulose et/ou des hémicelluloses présente(s) dans le matériau ligno-cellulosique, - une étape (2) d’imprégnation par au moins un composé de remplissage du matériau ligno-cellulosique issu de l’étape (1), - une étape (3) de mise en œuvre du matériau ligno-cellulosique issu de l’étape (2), ledit procédé comprenant une étape de régénération in-situ de la cellulose et/ou des hémicelluloses à l’issue de l’étape (1) et/ou lors de l’étape d’imprégnation (2).
L’invention a également pour objet un matériau composite ligno-cellulosique susceptible d’être obtenu par le procédé tel que défini précédemment.
L’invention concerne également l’utilisation du matériau tel que défini précédemment, pour la fabrication de pièces, contenants, revêtements ou surfaces.
DESCRIPTION DETAILLEE Un premier objet de l’invention concerne un procédé d’obtention d’un matériau composite ligno-cellulosique comprenant les étapes suivantes : - une étape (1) d’hydratation partielle et/ou de dissolution partielle de la cellulose et/ou des hémicelluloses présente(s) dans le matériau ligno-cellulosique, - une étape (2) d’imprégnation par au moins un composé de remplissage du matériau ligno-cellulosique issu de l’étape (1), - une étape (3) de mise en œuvre du matériau ligno-cellulosique issu de l’étape (2), ledit procédé comprenant une étape de régénération in-situ de la cellulose et/ou des hémicelluloses à l’issue de l’étape (1) et/ou lors de l’étape d’imprégnation (2).
Par « comprenant les étapes suivantes » on entend ici « comprenant au moins les étapes suivantes ».
Ainsi, les présents inventeurs ont trouvé de manière surprenante et inattendue que la combinaison spécifique de ces trois étapes permettait de conférer des propriétés spécifiques au matériau composite tout en lui permettant de conserver un aspect et toucher naturel.
Par « hydratation partielle de la cellulose et/ou des hémicelluloses » on entend de préférence l’hydratation d’au moins une partie de la cellulose et/ou des hémicelluloses présente(s) dans le matériau ligno-cellulosique.
Par « dissolution partielle de la cellulose et/ou des hémicelluloses » on entend de préférence la dissolution d’au moins une partie de la cellulose et/ou des hémicelluloses présente(s) dans le matériau ligno-cellulosique.
De préférence, par « dissolution partielle de la cellulose et/ou des hémicelluloses » on entend une solubilisation partielle de la cellulose et/ou des hémicelluloses, c’est-à-dire une solubilisation d’au moins une partie de la cellulose et/ou des hémicelluloses présente(s) dans le matériau ligno-cellulosique.
De préférence, dans le procédé tel que défini précédemment : - l’étape (1) est une étape de traitement chimique d’un matériau ligno-cellulosique, permettant d’hydrater et/ou de dissoudre partiellement la cellulose et/ou les hémicelluloses présente(s) dans le matériau ligno-cellulosique, - l’étape (2) est une étape d’imprégnation par au moins un composé de remplissage du matériau ligno-cellulosique issu de l’étape (1), et - l’étape (3) est une étape de mise en œuvre par traitement mécanique du matériau ligno-cellulosique issu de l’étape (2), ledit procédé comprenant une étape de régénération in-situ de la cellulose et/ou des hémicelluloses à l’issue de l’étape (1) et/ou lors de l’étape d’imprégnation (2).
De préférence, dans le procédé tel que défini précédemment : - l’étape (1) est une étape de traitement chimique d’un matériau ligno-cellulosique à l’aide d’au moins un solvant choisi parmi les solvants aqueux non-dérivatisants, les solvants non-aqueux non-dérivatisants, les solvants dérivatisants, et leurs mélanges, permettant d’hydrater et/ou de dissoudre partiellement la cellulose et/ou les hémicelluloses présente(s) dans le matériau ligno-cellulosique, - l’étape (2) est une étape d’imprégnation par au moins un composé de remplissage du matériau ligno-cellulosique issu de l’étape (1) de sorte à plastifier la cellulose et/ou les hémicelluloses présente(s) dans le matériau ligno-cellulosique, et - l’étape (3) est une étape de mise en œuvre par traitement mécanique du matériau ligno-cellulosique issu de l’étape (2) visant à déstructurer la structure interne du matériau ligno-cellulosique, ledit procédé comprenant une étape de régénération in-situ de la cellulose et/ou des hémicelluloses à l’issue de l’étape (1) et/ou lors de l’étape d’imprégnation (2).
Ainsi, de préférence, lors de l’étape (1), le matériau ligno-cellulosique est traité à l’aide d’un agent de traitement permettant de déstructurer le réseau de liaisons hydrogènes présent au sein de la cellulose et/ou des hémicelluloses et de la (les) dissoudre partiellement au sein de sa (leur) structure sans pour autant l’ (les) extraire du matériau ligno-cellulosique et agir de façon conséquente sur les autres éléments pariétaux comme la lignine. Avantageusement, cette étape va permettre de dissoudre et/ou d’hydrater partiellement la cellulose et/ou les hémicelluloses de façon sélective afin de permettre d’exposer les microfibrilles et/ou les nanofibrilles de cellulose et/ou des hémicelluloses et donc de rendre cette (ces) dernière(s) plus accessible(s). Une fois exposées, ces fibrilles restent stables tant que leur structure est hydratée par le solvant. L’hydratation et/ou la dissolution partielle de la cellulose et/ou des hémicelluloses permet également au matériau ligno-cellulosique d’avoir plus d’affinité avec les éléments de remplissage utilisés lors de l’étape (2).
Par « régénération in-situ » on entend de préférence la précipitation in-situ de la cellulose et/ou des hémicelluloses présente(s) dans le matériau ligno-cellulosique.
La régénération in-situ de la cellulose et/ou des hémicelluloses peut avoir lieu à la suite du traitement chimique (1) et/ou lors de l’étape (2) d’imprégnation.
Par exemple, la régénération in-situ de la cellulose et/ou des hémicelluloses peut être effectuée par la neutralisation du matériau ligno-cellulosique à la suite du traitement chimique (1), par exemple lors de l’utilisation de solutions basiques.
L’étape de traitement thermique de la face libre 9 de la première couche 8 peut correspondre à exposer cette couche à une atmosphère neutre ou comprenant de l’oxygène portée à une température comprise entre 300°C et la température de Curie du matériau ferroélectrique composant la première couche 8, et pendant une durée comprise entre 30 minutes et 10 heures. On notera que cette étape de traitement thermique de la face libre 9 de la couche 8 est distincte de celle ayant conduit à la fracture du substrat donneur 5. En effet, la couche 3 n’ayant pas encore été entièrement libérée lors du recuit de fracture, ce traitement thermique ne peut en traiter une face libre.
L’étape d’amincissement peut être mise en œuvre par polissage mécanochimique.
Dans le but de comprendre l’origine de la défectuosité de la couche mince 4 qui a été présentée en introduction, la demanderesse a effectué une analyse très précise de la première couche 8 obtenue à l’issue du procédé présenté sur la , c’est à dire à précédent la finition de cette première couche 8 en vue de préparer la couche mince 4 monodomaine. Ces analyses ont été réalisées sur une première couche 8 en tantalate de lithium.
En référence à la , la demanderesse a ainsi observé la présence d’une épaisseur superficielle 11 riche en lithium sur la première couche 8 obtenue directement après l’étape de fracture. Cette épaisseur superficielle 11 est constituée de Li2CO3. Sa formation semble être favorisée par les conditions particulières dans lesquelles s’effectue cette étape de fracture. La présence des espèces légères, hydrogène et/ou hélium, et la température modérée à laquelle intervient la fracture semblent rendre le lithium de la première couche 8 particulièrement mobile et la surface de cette couche 8 particulièrement réactive. Lorsque la portion restante 5’ du substrat donneur est retirée pour exposer la face libre 9 de la première couche 8 à l’atmosphère, cette surface réagit avec le dioxyde de carbone, les hydrocarbures et l’oxygène présent naturellement dans l’atmosphère, pour former l’épaisseur superficielle 11 en Li2CO3. Cette épaisseur superficielle, en recouvrement de la première couche 8, est de l’ordre du nanomètre, voire plus. Elle est stable dans le temps, c’est-à-dire qu’elle n’évolue pas en consistance ou en épaisseur lorsque la première couche est maintenue exposée à l’atmosphère.
Cette épaisseur superficielle 11 est toutefois relativement fragile, et la demanderesse a observé qu’elle pouvait être éliminée par un nettoyage par voie humide de la première couche 8.
La demanderesse a également observé que la première couche 8, dépourvue de son épaisseur superficielle 11 riche en lithium, restait particulièrement réactive. En maintenant la face libre 9 de cette première couche 8 exposée à l’atmosphère pendant une durée de temps étendu, des dendrites 12 amorphes, riches en lithium et en hydrogène (et d’autres espèces présentes dans l’atmosphère tel que du chlore ou du fluor) nucléent et se développent sur la surface libre 9 de la première couche 8. Ce développement est particulièrement notable à l’issue d’une période pouvant s’étendre entre 50h et 75h. Comme cela est illustré sur la , ces dendrites 12 sont réparties de manière non uniforme à la surface de la première couche 8 : ils s’accumulent densément dans certaines zones à la surface de la couche 8, en particulier au niveau de certaines topologies de cette surface, tel qu’une rugosité locale ou de topologies provoquées par l’émergence de dislocations, alors que d’autres zones en sont entièrement dépourvues.
La demanderesse a appliqué l’étape de traitement thermique de finition à la première couche 8 pourvue de ces zones denses en dendrites 12 et de ces autres zones dépourvues de ces dendrites.
La première couche 8 présentait ( ), à l’issue de ce traitement thermique, une couche superficielle 13 multidomaine, comme cela est documenté dans la référence citée en introduction de cette demande. Les dendrites 12 avaient disparu de la première couche 8, certainement dissous au cours du traitement thermique. Toutefois, dans les zones de la première couche 8 qui étaient initialement denses en dendrites 12, la couche superficielle multidomaine présentait une morphologie atypique 14, et distincte de la morphologie de cette couche superficielle 13 multidomaine dans les zones initialement dépourvues de dendrites. Cette morphologie atypique 14 est caractérisée par une épaisseur de couche superficielle multidomaine moindre, comme si la présence de dendrites 12 dans les zones denses avait limité le phénomène de génération de cette couche 13. Par ailleurs, la demanderesse a observé la présence de défauts triangles 15 dans la première couche, dans une densité supérieure à 10^4/cm².
La demanderesse a ensuite appliqué l’étape d’amincissement, par polissage mécanochimique, à la première couche 8 obtenue à l’issue du traitement thermique et ainsi fournir la couche mince 4, représentée sur la . On notera que les défauts triangles 15 sont rendus visibles à la surface de la couche mince 4, après que la première couche 8 ait été traitée par polissage mécano-chimique afin d’éliminer la couche multidomaine superficielle 13. Ces défauts 15 étaient toutefois présents dans la première couche 8 avant l’étape d’amincissement.
La couche mince 4 obtenue présentait des défectuosités de type dépression 16 au niveau des zones à la morphologie atypique 14 de la couche superficielle multidomaine 13.
A partir de ces résultats et observations, la demanderesse a établi un procédé de préparation d’une couche mince monodomaine 4 en matériau ferroélectrique comprenant du lithium. Ce procédé s’applique à une première couche 8 monodomaine en matériau ferroélectrique comprenant du lithium, reportée sur un support 2, comme cela a été présenté en référence à la de la présente demande. Il est représenté sur la . Dans les conditions de fabrication de cette couche, la première couche présente donc une épaisseur superficielle 11 riche en lithium, typiquement une épaisseur de Li2CO3.
Le procédé de préparation s’applique avant la finition de la première couche 8, c’est-à-dire avant l’application de l’étape de traitement thermique de sa face libre 9, et avant l’étape d’amincissement qui lui succède.
Ce procédé de préparation comprend une première étape de nettoyage par voie humide de la face libre 9 de la première couche 8. Cette étape de nettoyage est apte à éliminer la couche superficielle riche en lithium, typiquement formée de Li2CO3. Elle peut comprendre ou consister à brosser la face libre de la première couche tout en dispensant de l’eau désionisée sur cette face libre. Les expérimentations menées par la demanderesse ont montré que ce nettoyage est tout à fait apte à éliminer l’épaisseur superficielle 11 en Li2CO3.
Le procédé de préparation comprend également, après la première étape, une seconde étape de préparation de la première couche 8. Cette seconde étape vise à éliminer les dendrites ou prévenir/limiter leur apparition. Ces dendrites 12 amorphes, riches en lithium et en hydrogène sont susceptibles de nucléer sur la face libre de la première couche 8 lorsqu’elle est dépourvue de la couche superficielle riche en lithium.
Cette deuxième étape peut être mise en œuvre selon plusieurs variantes.
Dans une première variante, on laisse les dendrites 12 se développer et se stabiliser à la surface de la première couche 8. La seconde étape de préparation vise alors à éliminer ces dendrites 12. Elle est donc appliquée 50h au moins, de préférence 75h au moins, à température ambiante, après l’application de la première étape de nettoyage, afin de que le développement des dendrites 12 soit effectivement stabilisé. Le stockage des substrats à une température supérieure à la température ambiante pourrait réduire ce temps d’attente minimum de 50h.
La technologie SiC est moins robuste et moins endurante vis-à-vis des régimes électriques accidentels tels que le court-circuit. Avec de tels composants à base de SiC, le nombre de cycles de court-circuit acceptable est bien souvent inférieur à 1000 en référence au standard IGBT silicium. De plus, la durée de tenue au court-circuit, c’est-à-dire la durée d’exposition au court-circuit au-delà de laquelle le composant présentera un défaut permanent irréversible qui se propagera au sein du convertisseur avec une dangerosité élevée, est généralement réduite d'au moins 50% en comparaison avec la technologie silicium (IGBT Si, MOSFET Si).
Cette durée de tenue au court-circuit réduite est due aux caractéristiques des composants SiC (canaux courts, forte densité de cellules, champs électriques élevés) qui engendrent de fortes augmentations de densité de courant et de densité de puissance thermique dans ce type de composant. La forte densité de puissance thermique constatée sur un transistor de puissance à base de SiC en court-circuit s'accompagne d'une montée rapide de sa température à des niveaux bien supérieurs à ceux connus pour les composants silicium. Cela engendre une augmentation des contraintes thermomécaniques dans la région du composant comprenant le métal de contact de source, l’oxyde de protection et la grille, avec un risque de fissuration progressive à chaque cycle accumulé, puis de rupture de l'oxyde de protection, ainsi qu’un ramollissement puis la fusion de la couche de métal de contact de source venant s'infiltrer dans l'oxyde de protection fissuré. Il découle de ce mécanisme la formation d'un réseau de filaments métalliques conducteurs, plus ou moins stables dans le temps, entre le métal de contact de source et la grille du transistor, ces filaments étant responsables de courants de fuite par la grille, plus ou moins stables.