INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
La configuration dans laquelle de la chaleur est générée pendant un processus de dépôt sous vide par placage ionique à l’arc et transférée vers le tube de gainage 20, qui est un objet à revêtir, et la condition de la recristallisation seront décrites.
1) Condition de préchauffage sous vide de la chambre 100 dans l’étape de chauffage sous vide : la chambre 100 est chauffée en utilisant un dispositif de chauffage afin de mettre en œuvre un état de vide poussé dans la chambre 100, de sorte que des molécules de gaz fixées dans la chambre 100 puissent être activées et facilement évacuées par une pompe à vide. Dans ce cas, une température maximale du dispositif de chauffage peut être réglée à 350 degrés ou moins. Lorsque la température maximale du dispositif de chauffage est réglée à 350 degrés ou moins, ce qui est inférieur à la température de recristallisation de l’alliage de zirconium, à savoir 450 degrés, une introduction de chaleur supplémentaire est provoquée par l’application du courant et de la tension de polarisation à la cible 10, qui constitue un processus ultérieur, de sorte qu’une température réelle de l’alliage de zirconium puisse augmenter, ce qui provoque la recristallisation. Le processus de préchauffage est différent du processus de dépôt devant être réalisé ultérieurement et une température pendant le processus de dépôt est inférieure à environ 200 degrés. En outre, le processus de préchauffage peut être réalisé pendant environ 20 à 30 minutes.
2) Condition de courant à fournir à la cible 10 dans l’étape d’évaporation des particules : l’arc peut être généré sur la surface de la cible 10 et le matériau cible peut s’évaporer. La chaleur d’arc dépasse 1 900 degrés pour permettre une ionisation suffisante du chrome (Cr) et de l’alliage de chrome (Cr). La chaleur rayonnante d’arc, qui est générée dans ce cas, peut provoquer la recristallisation de l’alliage de zirconium. Par conséquent, le courant de génération de l’arc peut être réglé pour être fourni à 80 A ou moins qui est une condition minimale pour faire fondre la cible 10.
3) Condition de tension de polarisation entre la cible 10 et le tube de gainage 20 dans l’étape de revêtement : les particules s’évaporent dans l’état dans lequel la surface de la cible 10 est ionisée par l’arc, et les particules évaporées sont évacuées vers l’extérieur de la cible 10. Dans ce cas, lorsque la tension de polarisation est appliquée, les vitesses des particules sont augmentées et les tailles des particules évaporées sont également augmentées. Les vitesses élevées et l’augmentation des tailles des particules transfèrent la chaleur des particules vers le tube de gainage 20, qui est une cible à revêtir, ce qui augmente une probabilité de recristallisation. Par conséquent, une valeur maximale de la tension de polarisation pour augmenter la vitesse de dépôt peut être réglée à moins de 100 V.
La cible 10 est en outre consommée et la surface de la cible 10 prend une forme de lentille concave. Lorsque la surface de la cible 10 prend une courbure d’une forme particulière, la chaleur rayonnante générée par le courant d’arc est concentrée sur une région particulière du tube de gainage 20, ce qui augmente une probabilité de recristallisation. Par conséquent, il est possible d’empêcher l’apparition d’une recristallisation, qui est provoquée par la concentration de la chaleur rayonnante sur la région particulière, c’est-à-dire la cible, en ajustant la forme de lentille concave formée lors de la perte de la surface de la cible 10.
Le placage ionique à l’arc pour l’application du tube de gainage de combustible tolérant aux accidents 20 crée une atmosphère dans un état de vide poussé en disposant la cible 10 et une éprouvette dans la chambre 100, puis en chauffant la cible 10 et l’éprouvette. En outre, les particules s’évaporent en générant l’arc en appliquant le courant à la surface du matériau (cible) destiné à être déposé instantanément. Ensuite, l’éprouvette peut être revêtue uniformément avec le matériau cible ionisé en appliquant la tension de polarisation afin d’augmenter la vitesse de dépôt des particules évaporées.
Cependant, la totalité ou une partie du tube de gainage 20 peut être involontairement recristallisée pendant le processus de revêtement du tube de gainage 20 avec le matériau résistant à l’oxydation (Cr ou alliage de Cr).
Le mode de réalisation peut optimiser la condition du chauffage sous vide dans la chambre 100 et la condition liée au courant et à la tension de polarisation à fournir à la cible 10, parmi les variables de processus de placage ionique à l’arc, afin de résoudre le problème de recristallisation de l’alliage de zirconium. De plus, afin d’empêcher l’intégration de la chaleur rayonnante provoquée par la lentille concave formée lorsque la cible 10 est consommée, il est possible de modifier considérablement la taille de la cible 10 et de supprimer une situation dans laquelle le courant d’arc est concentré sur une région particulière par le champ magnétique.
Par exemple, la température de chauffage peut être réglée pour être maintenue à 350 degrés ou moins dans le vide de la chambre 100 pendant le processus. Le courant à fournir à la cible 10 peut être réglé pour être maintenu à 80 A ou moins. En outre, la tension de polarisation peut être réglée pour être maintenue à moins de 100 V. Dans ce cas, une ou plusieurs des conditions définies telles que la température de chauffage, le courant de la cible et la tension de polarisation dépassent une valeur limite définie, et le problème de recristallisation de l’alliage de zirconium peut se produire.
Le procédé de placage ionique à l’arc selon le mode de réalisation peut être considéré comme un procédé de dépôt physique et il est nécessaire d’optimiser une condition de dépôt pour réaliser un dépôt atomique unitaire en fournissant le courant et la tension de polarisation à la cible 10.
Dans ce cas, le courant à fournir à la cible 10 peut être réglé à 80 A ou moins, en particulier 70 A ou plus et 80 A ou moins, et la tension de polarisation peut être réglée à 100 V, en particulier 70 V ou plus et moins de 100 V. La vitesse de dépôt peut diminuer dans le cas où la valeur du courant à fournir à la cible 10 est inférieure à 70 A. En outre, dans le cas où la valeur du courant à fournir à la cible 10 est supérieure à 80 A, les tailles et le nombre de gouttelettes générées dans un film mince de revêtement peuvent augmenter.
Par ailleurs, dans le cas où la tension de polarisation à fournir à la cible 10 est inférieure à 70 V, la résistance à l’oxydation à haute température peut se détériorer, et le film mince de revêtement peut être séparé de l’interface. En outre, lorsque la tension de polarisation à fournir à la cible 10 est supérieure à 100 V, la vitesse de dépôt peut diminuer de façon remarquable.
Étant donné que l’accélération du matériau évaporé diminue à mesure que la taille du matériau d’évaporation augmente pendant le dépôt, le matériau évaporé ne peut pas atteindre la cible en raison d’une collision avec des molécules de gaz. Par conséquent, il est possible d’augmenter une pression de fonctionnement pendant le dépôt, ce qui réduit la probabilité que les ions et les gouttelettes générés dans la cible 10 entrent en collision avec les molécules de gaz. La pression de fonctionnement pendant le dépôt peut être réglée à 5 à 30 mTorr. La rigidité de surface et le nombre de gouttelettes peuvent augmenter lorsque la pression de fonctionnement pendant le dépôt est inférieure à 5 mTorr.
La est une vue servant à comparer des modifications des structures fines du tube de gainage 20 fabriqué en utilisant une condition de définition de cible selon un premier exemple expérimental. La illustre la cible d’une taille de 3 pouces. En référence à la , les modifications des structures fines du tube de gainage 20 sont comparées en maintenant le courant, qui est fourni à la cible 10, à 80 A ou moins, et en réglant la tension de polarisation, qui est fournie à la cible 10, à 70 V. Comme illustré dans la vue de gauche de la , la structure fine du tube de gainage 20 n’est pas modifiée dans le cas où le courant à fournir à la cible 10 est maintenu à 70 A et la tension de polarisation à fournir à la cible 10 est réglée à 70 V. En revanche, comme illustré dans la vue de droite de la , la recristallisation se produit en raison de la modification des structures fines du tube de gainage 20 dans le cas où le courant à fournir à la cible 10 est maintenu à 90 A et où la tension de polarisation à fournir à la cible 10 est réglée à 70 V.
La est une vue servant à comparer des modifications des structures fines du tube de gainage 20 fabriqué en utilisant une condition de définition de cible selon un deuxième exemple expérimental. La illustre la cible d’une taille de 3 pouces. En référence à la , les modifications des structures fines du tube de gainage 20 sont comparées en réglant la tension de polarisation, qui est fournie à la cible 10, à moins de 100 V et à 100 V ou plus et en réglant le courant, qui est fourni à la cible 10, à 70 A. Comme illustré dans la vue de gauche de la , la structure fine du tube de gainage 20 n’est pas modifiée dans le cas où le courant à fournir à la cible 10 est maintenu à 70 A et où la tension de polarisation à fournir à la cible 10 est réglée à 90 V. En revanche, comme illustré dans la vue de droite de la , la recristallisation se produit en raison de la modification des structures fines du tube de gainage 20 dans le cas où le courant à fournir à la cible 10 est maintenu à 70 A et où la tension de polarisation à fournir à la cible 10 est réglée à 120 V.
La est une vue illustrant une modification des structures fines du tube de gainage 20 fabriqué en utilisant une condition de définition de cible selon un troisième exemple expérimental. En référence à la , le courant et la tension de polarisation à fournir à la cible 10 peuvent être respectivement réglés à 90 A et à 120 V, et la taille de la cible 10 peut être fixée à 3 pouces. Dans le cas où le courant et la tension de polarisation à fournir à la cible 10 sont respectivement réglés à 90 A et à 120 V, l’arc est concentré sur une partie particulière de la cible 10 et la structure fine du tube de gainage 20 est modifiée, ce qui provoque la recristallisation.
Durant le procédé de marouflage, le bras 2 du robot 1 est déplacé après l’étape initiale de gonflage du coussin 20 de marouflage vers et contre la surface à maroufler S à pour appliquer un effort prédéterminé contre la surface à maroufler S .
En pratique, l’outil de marouflage 100 appui avec une force donnée sur la surface à maroufler S , par l’intermédiaire du seul coussin 20 de marouflage, et les moyens de commandent permettent d’assurer une gestion de la pression du coussin 20 gonflable. Si avec cet effort, la pression du coussin 20 de marouflage sur la surface à maroufler S est trop importante, le coussin 20 de marouflage va avoir tendance à se dégonfler pour maintenir la pression puisque le flux d’air qui circule à l’intérieur est constant. Si une pression trop importante était alors ensuite assurée, le coussin 20 de marouflage gonflerait alors plus avant d’appuyer et le coussin 20 de marouflage pénétrerait moins ou pas dans les défauts de la pièce.
Pour cette raison, et de préférence, les moyens de commande assurent un gonflage avec une pression interne relativement limité du coussin 20 de marouflage pour que ça rentre dans les concavités du moule et durant le marouflage, on cherche à maintenir une pression interne la plus constante possible. Selon un mode de réalisation le coussin de marouflage est gonflé à une pression interne supérieure ou égale à 2 bars, de préférence supérieure ou égale à 4 bars et/ou inférieure ou égale à 9 bars, de préférence inférieure ou égale à 7 bars. Avec les matériaux utilisés et les épaisseurs de parois définies dans ce mode de réalisation, une pression interne voisine de 4 bars est particulièrement avantageuse.
De manière générale, un tel outil 100 de marouflage peut être utilisé dans la grande majorité des cas de pièces car il est générique. Il permet d'effectuer au moins deux opérations distinctes s’agissant des prises-dépose grâce aux moyens de préhension 30 et de marouflage grâce au coussin 20 de marouflage avec un seul et même outil en améliorant la performance du procédé de marouflage en termes de temps. Un tel outil 100 de marouflage garantit en outre une pression plus homogène appliquée à tout la surface de contact, comme avec une bâche à vide mais avec la flexibilité de pouvoir la mettre en place à tout moment. Un tel outil 100 de marouflage permet aussi d'améliorer le temps de cycle grâce à la possibilité de faire varier la température du fluide circulant dans le coussin 20 de marouflage.
L’outil 100 proposé dans cette solution technique est de type non vectoriel. Il peut donc effectuer des trajectoires linéaires, courbes/circulaires, servir d’appui ponctuel. Il augmente également la productivité dans le sens ou l’outil 100 n’a pas besoin de « décoller » le coussin 20 de marouflage de la surface de drapage à maroufler S et de passer par une phase de retour à un début de trajectoire (déplacement pur).
Par exemple, l’outil de marouflage 100 peut comprendre au moins outil secondaire de marouflage par exemple au moins en partie logé dans le coussin 20 de marouflage. Un tel outil secondaire distinct du coussin peut comporter exemple au moins un rouleau ou une spatule.
Procédé de délamination d'un dispositif multicouche La présente invention concerne un procédé de délamination d'un dispositif multicouche. Plus particulièrement, l'invention concerne un procédé de délamination d'un dispositif multicouche comprenant plusieurs couches, au moins l'une de ces couches étant une structure organique, en vue notamment du recyclage des matériaux constituant ces couches.
Le procédé selon l'invention s'applique à la délamination de tout dispositif multicouche, quel qu'il soit. De tels dispositifs multicouches se rencontrent par exemple dans les emballages alimentaires, les emballages pharmaceutiques, les dispositifs électroniques tels que les écrans d'ordinateurs, les téléphones portables, les téléviseurs, les dispositifs à diodes électroluminescentes notamment à diodes électroluminescentes organiques, etc. En particulier, le procédé selon l'invention s'applique à la délamination de dispositifs multicouches faisant partie de panneaux photovoltaïques, quelle que soit la technologie envisagée, en vue du recyclage des matériaux les constituant.
ETAT DE LA TECHNIQUE Il existe diverses technologies de panneaux photovoltaïques (panneaux PV) ; cependant les panneaux voltaïques qui mettent en œuvre une technologie au silicium - que le silicium soit cristallin, c'est à dire monocristallin ou polycristallin, ou encore amorphe - sont actuellement les plus courants. Il est à noter que l'on utilise souvent indifféremment les termes panneau photovoltaïque (panneau PV) et module photovoltaïque (module PV). Cependant, de manière plus précise, on considérera dans la présente, qu'un panneau photovoltaïque (panneau PV) comprend généralement un module photovoltaïque (module PV) ou laminé photovoltaïque (laminé PV), éventuellement un cadre - le plus souvent en aluminium - qui entoure le module PV, et une boîte de jonction. Il existe des panneaux sans cadre, auquel cas le terme panneau photovoltaïque désigne simplement le module PV ou laminé PV avec la boîte de jonction, et on peut dans ce cas effectivement utiliser indifféremment les termes panneau PV et module PV.
A titre d'exemple, la représente la structure d'un panneau PV qui peut également être éventuellement appelé module PV, mettant en œuvre une technologie au silicium, notamment au silicium cristallin. Un tel module PV 1 est un assemblage multicouche de polymères permettant d’assurer la connexion électrique des cellules, ainsi que leur protection tout au long de la vie du panneau. Le verre 11, en face avant, permet la protection face aux intempéries et doit assurer une bonne transmission optique (>90 %). La face arrière 101 (ou « backsheet » selon la terminologie anglo-saxonne) comprend un assemblage multicouche de polymères. Il est généralement constitué d’une couche de poly(éthylène téréphtalate) (ou PET) en adhérence entre deux couches de polymère fluoré tel que le poly(fluorure de vinyle) (ou PVF) ou poly(fluorure de vinylidène) (ou PVDF). Les polymères fluorés présentent des propriétés d’imperméabilité et permettent d’éviter la pénétration d’eau au sein du module PV. La face avant 11 en verre, la face arrière 101, ainsi que les cellules photovoltaïques 1021 connectées électriquement, sont assemblées grâce à une ou plusieurs couches d’encapsulant 1022 qui permet d’assurer l’adhérence de l’ensemble des constituants. L’encapsulant principalement utilisé est le poly(éthylène-co-acétate de vinyle) (ou EVA).
Un procédé complet de recyclage des panneaux PV met généralement en œuvre la succession d’étapes suivante : Le démantèlement du panneau PV consistant à séparer la boite de jonction et le cadre en aluminium du module PV, La délamination du module PV, puis La récupération des métaux contenus dans la cellule.
Les procédés de délamination peuvent être mécaniques, thermiques ou chimiques ou un couplage de ces procédés.
Pour mettre en œuvre ces procédés, un pré-traitement mécanique est généralement réalisé pour réduire le temps de traitement liée à l’étape de délamination où la cinétique est généralement limitante, en particulier pour les traitements thermiques ou chimiques. Ces pré-traitements peuvent être un broyage (Cf. G. Granata, F. Pagnanelli, E. Moscardini, T. Havlik, L. Toro, Recycling of photovoltaic panels by physical operations, Solar Energy Materials and Solar Cells. 123 (2014) 239–248), un concassage ou encore une découpe du module PV (Cf. V. Savvilotidou, E. Gidarakos, Pre-concentration and recovery of silver and indium from crystalline silicon and copper indium selenide photovoltaic panels, Journal of Cleaner Production. 250 (2020) et A. Kuczyńska-Łazewska, E. Klugmann-Radziemska, Influence of fragment size on the time and temperature of ethylene vinyl acetate lamination decomposition in the photovoltaic module recycling process, Materials. 12 (2019)). Ces techniques visent toutes la réduction de taille de la structure multicouche à traiter.
Ces procédés de pré-traitement par réduction de taille dégradent les matériaux constitutifs du module PV et limitent leur recyclage à forte valeur ajoutée. Par ailleurs, ils génèrent une perte de matière valorisable due à une faible sélectivité de ces techniques. De plus, ces pré-traitements mécaniques contaminent les matériaux de la cellule généralement introduits par un mélange de matière du module PV. Par exemple, des fragments de verre ont tendance à se retrouver dans le même flux que celui des fragments de cellule. Ces deux matériaux étant principalement composés de silicium, la récupération du silicium de la cellule avec un haut-degré de pureté est difficile, voire impossible, sans mettre en jeu des moyens de séparation complexe et couteux. Enfin, ces procédés nécessitent une consommation énergétique importante pour réduire le panneau d’une taille de l’ordre du m² à des fragments de l’ordre de quelques mm².
Comme un document connexe précédent, le brevet coréen n o 2 161 584 divulgue un « Film de revêtement métallique présentant une excellente résistance à l’oxydation et à la corrosion à haute température et son procédé de fabrication ».
DIVULGATION DE L’INVENTION PROBLÈME TECHNIQUE La présente divulgation tente de fournir un procédé de fabrication d’un tube de gainage en alliage de zirconium qui permet d’éviter la modification d’une structure fine d’un matériau de base d’un alliage de zirconium par une chaleur de processus, qui est générée lors d’un processus de dépôt de film de revêtement métallique utilisant un placage ionique à l’arc (AIP), améliorant ainsi une force de liaison entre une couche de revêtement et le matériau de base, empilant étroitement la couche de revêtement et supprimant une modification du rendement du matériau de base.
Le mode de réalisation selon la présente divulgation peut être utilisé pour réaliser non seulement l’objet susmentionné, mais aussi d’autres objets qui ne sont pas expressément mentionnés ci-dessus.
SOLUTION TECHNIQUE Un mode de réalisation fournit un 1. Procédé de fabrication d’un tube de gainage en alliage de zirconium, le procédé comprenant une étape de préparation de tube de gainage comprenant la préparation d’un tube de gainage comprenant un matériau en alliage de zirconium ; une étape de préparation de cible comprenant la préparation d’une cible, qui comporte un matériau de revêtement appliqué sur une surface du tube de gainage, dans une condition de cible prédéfinie ; une étape de chauffage sous vide comprenant la disposition du tube de gainage et de la cible dans une chambre et à chauffer sous vide le tube de gainage et la cible dans une condition de préchauffage prédéfinie pour un vide initial ; une étape d’évaporation des particules comprenant l’évaporation des particules du matériau de revêtement en générant l’arc en fournissant un courant à la surface de la cible dans une condition de courant prédéfinie ; et une étape de revêtement comprenant le revêtement uniforme de la surface du tube de gainage avec le matériau de revêtement ionisé en fournissant la tension de polarisation dans une condition de tension prédéfinie ; dans laquelle une modification d’une structure fine est ajustée pour empêcher l’apparition d’une recristallisation de l’alliage de zirconium sur la surface du tube de gainage en ajustant la condition de cible, la condition de préchauffage, la condition de courant et la condition de tension.
EFFETS AVANTAGEUX
Selon le mode de réalisation, la technologie de revêtement adoptant la technologie de placage ionique à l’arc de l’alliage de zirconium peut être appliquée, augmentant ainsi la force de liaison entre la couche de revêtement et le matériau de base lors du processus de fabrication du tube de gainage en alliage de zirconium, assurant un empilement étroit et de haute qualité de la couche de revêtement, améliorant la résistance à l’oxydation et empêchant la modification de la structure fine du tube de gainage en alliage de zirconium par la chaleur de processus.
DESCRIPTION DES FIGURES est une vue illustrant schématiquement un processus de fabrication d’un tube de gainage en alliage de zirconium en utilisant une condition de définition de cible selon un mode de réalisation.
est une vue illustrant schématiquement un processus de fabrication d’un tube de gainage en alliage de zirconium en utilisant une condition de définition de cible selon un exemple comparatif.
est une vue illustrant schématiquement le processus de fabrication d’un tube de gainage en alliage de zirconium en utilisant la condition de définition de cible selon le mode de réalisation.
est une vue servant à comparer des modifications des structures fines d’un tube de gainage fabriqué en utilisant une condition de définition de cible selon un premier exemple expérimental.
est une vue servant à comparer des modifications des structures fines d’un tube de gainage fabriqué en utilisant une condition de définition de cible selon un deuxième exemple expérimental.
est une vue illustrant une modification des structures fines d’un tube de gainage fabriqué en utilisant une condition de définition de cible selon un troisième exemple expérimental.
est une vue illustrant une modification des structures fines d’un tube de gainage fabriqué en utilisant une condition de définition de cible selon un quatrième exemple expérimental.