INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Connecteur micro-D Norme Mil-DTL-83513 Connecteur nano-D Norme Mil-DTL-32139 Matériaux contact femelle 1) alliages cuivreux nickelés et dorés 1) alliages cuivreux nickelés et dorés 2) alliages métaux précieux Matériaux boîtier 1) aciers inoxydables 1) aciers inoxydables 2) alliages d’aluminium 2) alliages d’aluminium
Si on veut réaliser des connecteurs nano-D hermétiques, il faut donc trouver un verre mieux adapté au scellement métal-verre-métal de 1)- alliage cuivreux / verre / acier inoxydable ; 2)- alliage cuivreux / verre / alliage d’aluminium ; 3)- alliage métaux précieux / verre / acier inoxydable et 4)- alliage métaux précieux / verre / alliage d’aluminium.
On sait que la famille des verres TZT décrits dans la demande de brevet de la demanderesse FR3083794 présente un coefficient de dilatation thermique CTE dans une plage allant de 13 à 16 ppm/°C, une température de transition vitreuse Tg (glass temperature) allant de 330°C à 380°C et une tendance de recristallisation dans une plage de température de 490°C à 535°C. Ces propriétés font que les verres TZT ne sont pas idéals pour la réalisation des connecteurs nano-D hermétiques.
Avantageusement, la composition est exempte d’oxyde d’indium et/ou d’oxyde de germanium.
Plus avantageusement, la composition est exempte d’oxyde aluminium et/ou d’oxyde de bore et/ou d’oxyde de phosphore et/ou d’oxyde de lithium et/ou d’oxyde de niobium et/ou d’oxyde de tungstène.
Encore plus avantageusement, la composition est exempte d’oxyde de baryum.
En particulier, la composition est exempte de F et/ou de PbF 2 .
La composition selon la présente invention comprend donc, en pourcentage molaire, de 60,0 à 85,0 % deTeO 2 , avantageusement de 65,0 à 83,0 %, en particulier de 68,0 à 80,0 %.
La composition selon la présente invention comprend en outre du ZnO.
Le ZnO permet à la composition de verre d’avoir une bonne stabilité. La teneur en ZnO de la composition selon la présente invention en pourcentage molaire est donc de 10,0 à 30,0 %, avantageusement de 10,0 à 20,0%, plus avantageusement de 10,0 à 18,0%.
La composition de verre selon la présente invention comprend en outre du Na 2 O. En effet le Na 2 O semble avoir un impact sur le CTE. La teneur en Na 2 O de la composition selon la présente invention en pourcentage molaire est donc de 5,0 à 25,0%, avantageusement de 8,0 à 20,0 %, plus avantageusement de 10,0 à 15,0%.
Dans un mode de réalisation avantageux, la composition de verre selon la présente invention a un coefficient de dilatation thermique (CTE) compris entre 17 ppm/°C et 20 ppm/°C, avantageusement entre 18 ppm/°C et 20 ppm/°C, encore avantageusement entre 18,5 ppm/°C et 19,9 ppm/°C, encore plus avantageusement entre 18,8 ppm/°C et 19,8 ppm/°C. Dans un mode de réalisation avantageux, la composition de verre selon la présente invention a un CTE intermédiaire entre le CTE du 1 er métal ou alliage de métal et celui du 2 ème métal ou alliage de métal destiné au scellement métal-verre-métal. En effet, par rapport au système TZT, un CTE plus élevé du système TZN (composition de verre selon l’invention) permet une meilleure compatibilité dilatométrique entre le verre et les matériaux métalliques impliqués en termes de scellement métal-verre-métal.
Le coefficient de dilatation thermique (CTE) est mesuré dans le cadre de la présente invention sur une TMA de chez TA instrument (TMA 2940), avec une rampe de 2°/min de 30°C à 250 °C.
Dans un mode de réalisation avantageux, la température de transition vitreuse Tg de la composition de verre selon la présente invention est comprise entre 280°C et 285°C. Une Tg du système TZN (composition de verre selon l’invention) plus faible en comparaison avec le système TZT va aussi dans le sens favorable du scellement des connecteurs nano-D et micro-D, puisque celle-ci conduit nécessairement à une baisse de la température du procédé de scellement donnant lieu à un impact thermique plus faible lors de la fabrication des connecteurs.
La Tg est mesurée grâce à un DSC (Differential scanning calorimetry): DSC Mettler Toledo, modèle Star. La mesure est effectuée de 20°C à 580 °C avec une rampe de 10°C/min. Les températures Tg et Tx sont les températures onset (de début de phénomène).
Dans un mode de réalisation avantageux, la composition de verre selon la présente invention a une tendance de recristallisation dans une plage de température de 400°C à 470°C.
La température de recristallisation est mesurée grâce à un DSC (Differential scanning calorimetry): DSC Mettler Toledo, modèle Star. La mesure est effectuée de 20°C à 580 °C avec une rampe de 10°C/min.
Des exemples de composition de verre selon la présente invention sont rassemblés dans le tableau 3 ci-dessous :
verre Composition Tg (°C) CTE (ppm/°C) 1 TeO 2 75%-ZnO15%-Na 2 O10% 281 18,8 2 TeO 2 80%-ZnO10%-Na 2 O10% 280 19,0 3 TeO 2 70%-ZnO18%-Na 2 O12% 282 19,3 4 TeO 2 68%-ZnO17%-Na 2 O15% 285 19,8 5 TeO 2 72%-ZnO16%-Na 2 O12% 284 19,5
Dans un mode de réalisation de la présente invention, l’alliage ou le métal ayant un coefficient de dilatation thermique supérieur à 16ppm/°C est choisi parmi : - l'aluminium et ses alliages, avantageusement ayant subi un traitement de surface, en particulier nickelé, plus avantageusement les alliages aluminium magnésium ou aluminium magnésium silicium tels que par exemple les alliages des séries 5000 (aluminium magnésium), en particulier les alliages 5083 et 5754, et les alliages des séries 6000 (aluminium magnésium silicium), en particulier l’alliage 6061, de façon particulière l’alliage 5083 et l’alliage 6061, les alliages ayant éventuellement subi un traitement de surface, en particulier nickelé ; - les aciers inoxydables, en particulier le 304 et le 316, plus particulièrement passivé ; - le cuivre et les alliages de cuivre ayant éventuellement subi un traitement de surface, en particulier nickelé ou nickelé-doré, avantageusement un alliage cuivre béryllium, tel que l’alliage cuivre-béryllium type 33, encore appelé C17300 (1,8% Be, 0,2% Co et 0,2% minimum de Pb pour l’usinabilité) ou Cu97,5%Be2,0%Co0,5%, ayant éventuellement subi un traitement de surface, en particulier nickelé ou nickelé-doré, ou le laiton (alliage cuivre zinc) ayant éventuellement subi un traitement de surface, en particulier nickelé ou nickelé-doré, en particulier le Cu60%Zn40% ; - les alliages de métaux précieux, en particulier les alliages ternaires, plus particulièrement or argent cuivre (AuAgCu), encore plus particulièrement Au80%Ag10%Cu10%.
En général, les coefficients de dilatation thermique sont pour: - les alliages de cuivre : de 16,8 à 17,8 ppm/°C (l’alliage cuivre béryllium de type 33 ayant un CTE de 17,3 ppm/°C), - les alliages d’aluminium : de 22 à 26 ppm/°C avec : - l’alliage 5083 : 25,2ppm/°C - l’alliage 5754 : 24,6ppm/°C - l’alliage 6061 : 23,4ppm/°C - les aciers inoxydables : de 17,1 à 17,4 ppm/°C avec : - l’Inox 304 : 17,1ppm/°C - l’Inox 316 : 17,4 ppm/°C - les alliages de métaux précieux : de 16,2 à 16,6 ppm/°C.
La présente invention concerne en outre l’utilisation de la composition de verre selon l’invention, en particulier telle que décrite ci-dessus, pour le scellement métal-verre-métal : - du cuivre ou d'un alliage de cuivre ou d’un alliage de métaux précieux, avantageusement un alliage cuivre béryllium ou cuivre zinc ou or argent cuivre, le cuivre ou l’alliage de cuivre ayant éventuellement subi un traitement de surface (dépôt d’une couche métallique en surface), en particulier nickelé ou nickelé-doré, avec - un alliage ou un métal ayant un coefficient de dilatation thermique supérieur à 16ppm/°C, en particulier autre que du cuivre ou qu'un alliage de cuivre ou qu’un alliage de métaux précieux.
Au sens de la présente invention on entend par « cuivre ou alliage de cuivre nickelé» ou « aluminium ou alliage d’aluminium nickelé », tout cuivre ou alliage de cuivre ou tout aluminium ou alliage d’aluminium ayant subi un traitement de surface de façon à déposer une fine couche de nickel à sa surface, en particulier par électrolyse ou par un procédé de dépôt chimique. Cette couche de nickel comprend en général également du phosphore, avantageusement en une teneur en pourcentage molaire comprise entre 5% et 12%, en particulier pour rendre cette couche amagnétique, une teneur en pourcentage molaire comprise entre 10,5% et 12%. L’épaisseur de cette couche est en général comprise entre 1 µm et 20 µm, en particulier : - dans le cas du cuivre ou de l’alliage de cuivre, entre 1 µm et 15 µm avantageusement entre 1 µm et 7 µm, plus avantageusement d’au moins 1,27 µm - dans le cas de l’aluminium ou de l’alliage d’aluminium, entre 1 µm et 19 µm, plus avantageusement entre 10 µm et 19 µm, en particulier entre 15 µm et 18 µm.
Cette couche peut être complétée par une couche d’or. On parle alors de « cuivre ou alliage de cuivre nickelé-doré » selon la présente invention. Dans ce cas, chaque couche a avantageusement une épaisseur comprise entre 1 µm et 10 µm, en particulier entre 1 µm et 7 µm, plus avantageusement d’au moins 1,27 µm.
Dans un mode de réalisation avantageux, l’alliage ou métal ayant un coefficient de dilatation thermique supérieur à 16ppm/°C est tel que décrit ci-dessus. En particulier l’alliage ou métal ayant un coefficient de dilatation thermique supérieur à 16ppm/°C autre que du cuivre ou qu'un alliage de cuivre ou qu’un alliage de métaux précieux est choisi parmi l'aluminium et ses alliages et les aciers inoxydables, l'aluminium et ses alliages ayant éventuellement subi un traitement de surface, en particulier nickelé, avantageusement il s'agit d'un alliage d'aluminium, en particulier choisi parmi un alliage aluminium magnésium ou aluminium magnésium silicium, ou d’un acier inoxydable, plus particulièrement tels que décrits ci-dessus.
Dans un mode de réalisation particulièrement avantageux de l’utilisation selon l’invention, le scellement métal-verre-métal est effectué dans un connecteur, avantageusement un connecteur miniature, en particulier un connecteur micro-D (selon la norme Mil-DTL-83513 de décembre 2020) ou nano-D (selon la norme Mil-DTL-32139 d’avril 2021), plus particulièrement un connecteur nano-D (selon la norme Mil-DTL-32139 d’avril 2021), entre - un contact en cuivre ou en alliage de cuivre ou en alliage de métaux précieux, en particulier en alliage de cuivre tel qu’un alliage cuivre béryllium ou cuivre zinc ou en alliage de métaux précieux en particulier en alliage or argent cuivre, le cuivre ou l’alliage de cuivre ayant éventuellement subi un traitement de surface, en particulier nickelé ou nickelé-doré, et - un boîtier en métal ou alliage ayant un coefficient de dilatation thermique supérieur à 16ppm/°C, en particulier autre que du cuivre ou qu'un alliage de cuivre ou qu’un alliage de métaux précieux,.
La présente invention concerne de plus un connecteur comprenant : - un contact en cuivre ou en alliage de cuivre ou en alliage de métaux précieux, avantageusement en alliage cuivre béryllium ou cuivre zinc ou or argent cuivre, le cuivre ou l’alliage de cuivre ayant éventuellement subi un traitement de surface, en particulier nickelé ou nickelé-doré, - un boîtier en métal ou alliage ayant un coefficient de dilatation thermique supérieur à 16ppm/°C, en particulier autre que du cuivre ou qu'un alliage de cuivre ou qu’un alliage de métaux précieux, et - un matériau de scellement métal-verre-métal entre le contact et le boîtier, caractérisé en ce que le matériau de scellement est un verre à base d’oxyde de tellure ayant la composition selon l’invention, en particulier telle que décrite ci-dessus.
De façon avantageuse, l’alliage ou métal ayant un coefficient de dilatation thermique supérieur à 16ppm/°C est tel que décrit ci-dessus.
En particulier, le connecteur selon l’invention est un connecteur miniature, plus particulièrement un connecteur micro-D (selon la norme Mil-DTL-83513 de décembre 2020) ou un connecteur nano-D (selon la norme Mil-DTL-32139 d’avril 2021), plus particulièrement un connecteur nano-D (selon la norme Mil-DTL-32139 d’avril 2021).
Dans un mode de réalisation avantageux, le connecteur selon l’invention est hermétique avec un taux de fuite à l’hélium inférieur à 5X10 -12 mbar.l/s, mesuré à l’aide d’un détecteur de fuite à l’hélium (ASM 142 d’Adixen) selon les conditions A4 de la norme MIL-STD-883 de septembre 2019.
Dans un autre mode de réalisation avantageux, le connecteur selon l’invention présente une résistance d’isolement entre les contacts et entre chaque contact et le boîtier > 5 Gohms et une tenue diélectrique de 250 V DC, mesurées sur un équipement Cable test, Horizon II, modèle HV4.
Dans encore un autre mode de réalisation avantageux, le connecteur selon l’invention a une température d'utilisation pouvant aller jusqu’à 200 °C.
La présente invention concerne enfin un procédé de scellement métal-verre-métal d'un contact en cuivre ou en alliage de cuivre ou en alliage de métaux précieux, le cuivre ou l’alliage de cuivre ayant éventuellement subi un traitement de surface, en particulier nickelé ou nickelé-doré, dans un boîtier en métal ou alliage ayant un coefficient de dilatation thermique supérieur à 16ppm/°C, en particulier autre que du cuivre ou qu'un alliage de cuivre ou qu’un alliage de métaux précieux, comprenant les étapes successives suivantes -a) fourniture d'un contact en cuivre ou en alliage de cuivre ou en alliage de métaux précieux, en particulier en alliage cuivre béryllium, cuivre zinc ou or argent cuivre, le cuivre ou l’alliage de cuivre ayant éventuellement subi un traitement de surface, en particulier nickelé ou nickelé-doré, et d'un boîtier en métal ou alliage ayant un coefficient de dilatation thermique supérieur à 16ppm/°C, en particulier autre que du cuivre ou qu'un alliage de cuivre ou qu’un alliage de métaux précieux -b) fourniture d'une préforme, avantageusement sous forme cylindrique, de verre à base d’oxyde de tellure ayant la composition selon la présente invention et en particulier telle que décrite ci-dessus ; -c) mise en contact de la préforme avec le contact et avec le boîtier; -d) maintien du contact de l'ensemble contact - préforme - boîtier à l'aide d'un outillage adapté ; -e) chauffage de l’ensemble contact - préforme - boîtier à une température et pendant un temps suffisant pour obtenir le scellement métal-verre-métal; -f) récupération de l'ensemble ainsi scellé.
Dans un mode de réalisation particulier du procédé selon la présente invention, la température de l’étape e) est comprise entre 300°C et 380 °C, avantageusement entre 320°C et 370°C, en particulier entre 340°C et 365°C.
Ces réservoirs peuvent être embarqués l’un à côté de l’autre dans un tronçon de fuselage de l’aéronef. Pour être embarqués à bord de l’aéronef, les réservoirs demandent d’être fixés de manière sécurisée. Par ailleurs, il peut être nécessaire que le ou les logements dans lesquels sont embarqués les réservoirs soient suffisamment grands pour faciliter la fixation du ou des réservoirs par un opérateur et/ou une maintenance de la fixation du ou des réservoirs.
La présente invention a pour objet de donner une solution à la fixation de réservoirs embarqués à bord de l’aéronef tout en permettant un accès aux réservoirs par un opérateur.
Pour cela, elle concerne un système de fixation configuré pour fixer au moins un réservoir prévu pour contenir de l’hydrogène liquide, le ou les réservoirs présentant un centre de gravité, le système de fixation étant destiné à être intégré dans un corps de fuselage d’un aéronef, le système de fixation étant lié à un repère orthogonal défini par un axe X destiné à être parallèle à un axe longitudinal du corps de fuselage, un axe Y horizontal et un axe Z vertical, le système de fixation présentant un plan de symétrie vertical perpendiculaire à l’axe Y.
Selon l’invention, le système de fixation comprend : - un caisson longitudinal s'étendant parallèlement à l'axe X et présentant un plan de symétrie confondu avec le plan de symétrie vertical, - une pluralité de cintres supérieurs perpendiculaires à l'axe X et fixés à une extrémité supérieure du caisson longitudinal, les cintres supérieurs de la pluralité de cintres supérieurs étant répartis le long de l'axe X, la pluralité de cintres supérieurs comportant au moins deux cintres supérieurs de fixation présentant chacun deux dispositifs de fixation de part et d'autre du caisson longitudinal pour lier chacun un premier point de fixation d'au moins un réservoir aux cintres supérieurs de fixation par une liaison pivot glissant d'axe pivot parallèle à l'axe X, l'axe pivot étant configuré pour être compris dans un plan perpendiculaire à l'axe Y comportant le centre de gravité du réservoir, - une pluralité de cintres inférieurs perpendiculaires à l'axe X et fixés à une extrémité inférieure du caisson longitudinal, les cintres inférieurs de la pluralité de cintres inférieurs étant répartis le long de l'axe X, la pluralité de cintre inférieurs comportant au moins un cintre inférieur de fixation présentant deux deuxièmes dispositifs de fixation de part et d'autre du caisson longitudinal pour lier chacun un deuxième point fixation du ou des réservoirs au ou aux cintres inférieurs de fixation, le premier point de fixation et le deuxième point de fixation d'un réservoir étant susceptibles d'être compris dans un plan perpendiculaire à l'axe Y et comprenant le centre de gravité dudit réservoir.
Ainsi, le logement défini entre les cintres supérieurs, d’une part, et les cintres inférieurs, d’autre part, est agrandi par rapport à un logement de l’art antérieur, ce qui facilite l’intégration du ou des réservoirs et une maintenance de la fixation du ou des réservoirs.
Selon une particularité, le système de fixation comprend deux panneaux supérieurs s'étendant parallèlement à l'axe X et perpendiculairement à l'axe Z, les deux panneaux supérieurs étant disposés symétriquement par rapport au plan de symétrie vertical de part et d'autre du caisson longitudinal, chacun des deux panneaux supérieurs étant fixé aux cintres supérieurs.
Par ailleurs, le système de fixation comprend au moins deux troisièmes dispositifs de fixation fixés aux deux panneaux supérieurs symétriquement par rapport au plan de symétrie vertical, les au moins deux troisièmes dispositifs de fixation étant configurés pour lier chacun un troisième point de fixation respectif du réservoir à un panneau supérieur.
Selon une autre particularité, le système de fixation comprend deux panneaux inférieurs s'étendant parallèlement à l'axe X et perpendiculairement à l'axe Z, les deux panneaux inférieurs tant disposés symétriquement par rapport au plan de symétrie vertical de part et d'autre du caisson longitudinal, chacun des deux panneaux inférieurs étant fixé aux cintres inférieurs.
Avantageusement, le système de fixation comprend en outre deux longerons supérieurs s’étendant parallèlement à l’axe X et disposés symétriquement de part et d’autre du plan de symétrie vertical, chacun des cintres supérieurs présentant une extrémité longitudinale de chaque côté du plan de symétrie verticale, chacun des deux longerons supérieurs étant fixé à chaque extrémité des cintres supérieurs située du même côté du plan de symétrie vertical.
De plus, le système de fixation comprend en outre deux longerons inférieurs s’étendant parallèlement à l’axe X et disposés symétriquement de part et d’autre du plan de symétrie vertical, chacun des cintres inférieurs présentant une extrémité longitudinale de chaque côté du plan de symétrie verticale, chacun des deux longerons inférieurs étant fixé à chaque extrémité des cintres supérieurs située du même côté du plan de symétrie vertical.
En outre, chacun des deux premiers dispositifs de fixation comprend une plaque de fixation double perpendiculaire à l'axe X, la plaque de fixation double est percée d'un orifice permettant le passage de l'axe pivot, la plaque de fixation double étant fixée à une extrémité d'un cintre supérieur de fixation.
De plus, chacun des deux deuxièmes dispositifs de fixation comprend : - une première plaque triangulaire double comprise dans un plan vertical perpendiculaire à l'axe X, la première plaque triangulaire double étant fixée à un cintre inférieur de fixation par un côté de fixation de la première plaque triangulaire double, le côté de fixation étant opposé à un sommet de fixation de la première plaque triangulaire double, - deux premières biellettes doubles parallèles à l'axe Y, les deux premières biellettes doubles présentant une première extrémité liée au sommet de fixation par une première liaison pivot d'axe X, les deux premières biellettes doubles présentant une deuxième extrémité destinée à être liée au réservoir par une deuxième liaison pivot d'axe X.
De plus, chacun des deux troisièmes dispositifs de fixation comprend : - une deuxième plaque triangulaire double comprise dans un plan vertical perpendiculaire à l'axe Y, la deuxième plaque triangulaire double étant fixée au panneau supérieur par un côté de fixation de la deuxième plaque triangulaire double, le côté de fixation étant opposé à un sommet de fixation de la deuxième plaque triangulaire double, - deux deuxièmes biellettes doubles parallèles à l'axe X, les deux deuxièmes biellettes doubles présentant une première extrémité liée au sommet de fixation par une première liaison pivot d'axe Y, les deux deuxièmes biellettes doubles présentant une deuxième extrémité destinée à être liée au réservoir par une deuxième liaison pivot d'axe Y.
Par ailleurs, le caisson longitudinal comprend au moins deux plaques longitudinales parallèles au plan de symétrie vertical et symétriques l'un par rapport à l'autre par rapport au plan de symétrie vertical.
Selon un mode de réalisation, chacun des cintres supérieurs comprenant une paire de demi-cintres supérieurs fixés au caisson longitudinal symétriquement de part et d'autre du plan de symétrie vertical et un centre de cintre supérieur fixé entre les demi-cintres supérieurs et entre les deux plaques longitudinales, chacun des cintres inférieurs comprenant une paire de demi-cintres inférieurs fixés au caisson longitudinal symétriquement de part et d'autre du plan de symétrie vertical et un centre de cintre inférieur fixé entre les demi-cintres inférieurs et entre les deux plaques longitudinales.
En outre, le demi-cintre supérieur de chacune des paires de demi-cintres supérieurs comporte dans un plan vertical perpendiculaire au plan de symétrie vertical un montant vertical, une traverse horizontale, une entretoise et une poutre cintrée, le montant vertical étant fixé à une plaque longitudinale du caisson longitudinal, la poutre cintrée s'étendant à partir de l'extrémité supérieure du montant vertical, la poutre cintrée étant configurée pour épouser une surface interne d'une coque supérieure du corps de fuselage de l'aéronef et pour être fixée à ladite surface interne, la traverse horizontale s'étendant à partir de l'extrémité inférieure du montant vertical, la poutre cintrée et la traverse horizontale se rapprochant l'une de l'autre à l'opposé du caisson longitudinal et sont reliées entre elles par l'intermédiaire de l'entretoise, chacun des deux longerons supérieurs étant fixé à l’entretoise de chacun des demi-cintres supérieurs située du même côté du plan de symétrie vertical, chacun des deux panneaux supérieurs étant fixé à la traverse horizontal de chacun des demi-cintres supérieurs situés du même côté du plan de symétrie vertical, le centre de cintre supérieur de chacun des cintres supérieurs présentant une forme rectangulaire dont deux côtés opposés sont fixés respectivement à une plaque longitudinale du caisson longitudinal de façon qu'une extrémité supérieure du montant vertical soit à la hauteur d'un côté supérieur du centre de cintre supérieur et qu'une extrémité inférieure du montant vertical soit à la hauteur d'un côté inférieur du centre de cintre supérieur.
où B T est l'éclairement énergétique spectral du corps noir à une température T de 2000°C, correspondant à la température de la flamme air-gaz du bruleur.
2°) Les mélanges des exemples ci-dessus sont fondus dans un four de fusion de verre typique basé sur la technologie de la flamme représenté schématiquement sur la ci-dessous.