BE447542A - - Google Patents

Description

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  Procédé pour la construction de condensateurs à capacité constante. 



   D&ne la techniquedes communications, on a besoin, pour des applications les plus diverses) de condensateurs à capacité constante. Pour ces condensateurs, on utilise fré- quemment comme diélectrique le mica métallisé sur ses deux faces par l'un quelconque des procédés connus. Le mica   a   l'a- vantage de présenter, en ce qui le concerne, un faible coëffi-   @   

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 dent de température se rapportant à le capacité, et de   n'être   soumis pour ainsi dire à aucun phénomène de vieillissement, de sorte que les condensateurs confectionnés en cette matière, pour autant que les armatures soient exécutées irréprochablement présentent des propriétés de la plus haute constance. 



   Toutefois; le mica est relativement   coûteux   et est compris parmi les matières premières   qu'on ne   peut importer que moyennant exportation de devises et qui, par suite, doivent être économisées autant que possible. D'autre part; le mica pré- sente la propriété fâcheuse d'éclater quand on le ploie, de sor- te   que,   dans la fabrication de condensateurs de qualité supé-   rieure,   on ne peut envisager que des condensateurs à éléments empilés, dont la fabrication est coûteuse. 



   On a donc voulu utiliser d'autres matières diélectriques pour les condensateurs à capacité constante. Toutefois, les ma- tières diélectriques de ce genre, en particulier le papier et les matières synthétiques, sont sensibles   à la   température, de sorte qu'une partie des procédés de métallisation, par exem- ple l'application à chaud; qui doivent être utilisés pourobte- nir des armatures sans matières incluses, ne peuvent pas être appliqués.

   Or, bien qu'on puisse par   vaporisation   chaud du   métal:   ou , dans des conditions appropriées par pulvérisation cathodique, obtenir sans détérioration du support diélectrique, des armatures utilisables, on a consisté que les papiers métal- lisés de cette façon et d'autres diélectriques peu compacts présentaient des valeurs relativement faibles pour la décharge disruptive.

   même l'emploi de couches diélectriques plus épais- ses n'a pas conduit au résultat désiré, et cela, parce que le procédé de métallisation lui-même n'est pas   inalqué   par suite de la ténuité des grains de métal   déposés,   en ce que les parti- cules métalliques remplissent les pores et les fissures du sup- port diélectrique et forment par suite des pointes et   mène   des court-circuits avec l'armature métallique opposée.

   On peut sup- 

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 primer au moins en partie cet inconvénient en   vernissant;   avant la métallisation, la surface du support diélectrique ce qui, dans certains cas, empêche efficacement la pénétration des parti- cules métalliques dans le support; néanmoins, les condensateurs confectionnés de cette façon, à l'aide d'un diélectrique metalli- sé, ne fournissent pas une solution satisfaisante, car les arma- tures bbtenues par ce procédé sont extrêmement minces et opposent une résistance ohmique considérable, qui ne peut être compensée qu'en partie par des mesures constructives compliquées. mais de plus, on éprouve de grandes difficultés à réaliser des amenées de courant irréprochables à ces armatures minces. 



     Toutes   ces circonstances fâcheuses réunies excluent l'utilisation, pour le but ici visés de supports diélectriques produits par vaporisation thermique ou par pulvérisation catho- dique. On sait que pour d'autres raisons les dépôts chimiques et galvaniques de métaux ne viennent pas en considération pour les applications de ce genre, pas plus que les armatures,   ppli-   quées au pistolet; à l'aide desquels on ne peut pas réaliser de condensateurs à capacité constante. 



   Or, grâce à la présente invention, on put cependant uti- liser, pour la construction de condensateurs à capacité constante, des matières diélectriques peu réfractaires, et obtenir en même temps des   résistances   d'armature   extrêmement   faibles, ce qui sup- prime toutes les difficultés relatives à l'angle de perte et à l'amenée du courant.

   selon l'invention, on opère en   munissent,   sur leurs deux faces, par exemple par pulvérisation, les   diélec-   triques peu réfractaires, consistant en bandes ou en rubans d'é-   paisseur   appropriée, d'une armature métallique (a l'état d'une poudre métallique suspendue dans un solvant très volatil conte- nant une faible quantité de vernis) de préférence sous forme de copeaux ou de petites écailles sous une épaisseur telle qu'après l'évaporation du solvant et la prise du vernis, de préférence sous l'action de la chaleur, il reste une couche d'armature présentant une résistance maximum de 0,1 ohm par cm. de longueur et de lar- 

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 geur, les bandes ainsi métallisées étant ensuite disposées par couches superposées, ou bobinées ensemble en nombre par. 



  Comme diélectrique, on peut utiliser; soit du papier pour condensateur, non imprégné, soit des feuilles de matières iso- lantes artificielles telles Que des rubans de polystyrol. On peut aussi dans la constitution des condensateurs réunir en un corps de condensateur des matières   métallisées   sur les   u.eux   faces   d'où   résultent des avantages qui apparaissent aussi.

     dans   une variante de l'invention suivant laquelle on constitue le diélectrique par un mélange de différentes matières isolantes pour en   faire   un corps unique, par exemple en soudant ensemble, par l'action de la chaleur ou de la pression, des rubans de papier et de matière artificielle   t   en métallisant ce produit sur ses deux   face?.   Les avantages qui résultent de   diélectrique;

     composés de   cett   façon peuvent, suivant le choix de la pro- portion des différentes matières,   consister   dans l'obtention, soit d'une compensation des coefficients de   température   de cha-   cune   de ces matières de façon qu'on obtienne une allure rela- tivement constante de la capacité dans un grand intervalle de   tempér&tures,   soit encore dans la compensation du vieillisse- ment propre à chaque matièrepar exemple en compensant, par une augmentation de capacité qui se manifeste dans le   dié.lec-   trique artificiel; la diminution de capacité caussepar le pa- pier. 



   Des rubans de   papier   métallisés suivant le procédé objet de l'invention ont manifesté une résistance disruptive tout à fait surprenante qui, par exemple pour du papier de cellulose au sulfite sec, d'une épaisseur de   40 ,   atteignait environ 3000 volts, c'est à dire un multiple de la résistance disruptive du papier vaporisé. De même, des feuilles de   rnatiè--   re artificielle, {notamment de   polystyrol;   ont manifesté des valeurs disruptives analogues.

   Ce fait pourrait être cira à la   grosseur et   le cas échéant à la forme des   grains   de la poudre métallique utilisée, Qui du reste joue un rôle   essentiel   pour 

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   la   réalisation des très faibles résistances d'armature, infé- rieures en partie à 0,1 ohm pour une surface de 1 cm2. On a constaté à ce propos   qu'il   n'était pas avantageux de choisir des épaisseurs de couches inférieures à2, pour créer, tant en ce qui concerne la résistance des   armatures,   que la solidité mécanique, des conditions analogues à celles des feuilles   métal-   liques lors de la mise en contact. 



   Pour augmenter encore la résistance disruptive des con- densateurs, on peut se servir   d'un   moyen,connu dans la technique des   condensateurs,   qui consiste dans le vernissage préalable des couches   diélectriques   intermédiaires. On peut également après 12   metallisation,   de préférence sous vide partiel, prévoir une im- prégnation   supplémentaire.   Les recherches ont permis de consta- ter que l'argent est particulièrement approprié comme métal   d'armature   bien que l'on puisse envisager également à cet effet d'autres métaux, par exemple le cuivre. 



   Lorsque le diélectrique des condensateurs consiste   essentiellement   en papier, on peut se servir d'une suspension métallique dont la température à laquelle on la travaille, c'est à dire la température de séchage et de   durcissement,   ne dépasse pas 160  C, car cette température est supportée sans détériora- tion par le papier des   condensateurs   Par contre, quand le di- électrique des condensateurs consiste -en matières artificielles encore plus sensibles à la chaleur, ou en d'autres matières di- électriques correspondantes, il est   recommandable   d'utiliser une suspension dont la température de   durcissement   ne dépasse   LES   80 à 100  C.

   Le dépôt des   armatures   se fait le plus efficacement, à la manière connue, à l'aide d'un pistolet, notamment sur un ru- ban continu', et il parait recommandable d'appliquer en même temps les deux armatures. De plus, on peut alors travailler avec avan- tage avec des gabarits ou dispositifs de protection   continus   qui servent à former les parties isolantes latérales, etc. 

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     Par   le choix de solvants très volatils tels que l'acétate d'amyle ou des esters analogues, les.couches métal- liques projetées se solidifient rapidement ou se solidifient après une action très   feible   de la chaleur, de sorte qu'elles na collent plus et qu'on peut les toucher.

   J'autre part, on a   consisté:   dans de nombreux   cas,   qu'il y a avantage à ne pas   opérer;     immédiatement   après la métallisation, le durcissement de la petite proportion de vernis servant pour la fixation des particules métalliques, mais à enrouler les rubans diéelctri- ques Métallisés tout   d'abord;   après le séchage des   créatures;   et à soumettre seulement âpres coup à la température de   durcis-   sement l'ensemble du ruban réuni en bobines.

   D'autre part, on peut   aussi-,avec   les rubans métallisés   suffisamment   durcis pour qu'on puisse les toucher constituer les unités de condensa- leurs et opéra; le durcissement en même temps que l'opération de sécjhage, nécessaire de toute   façons   pour l'ensemble formant le condensateur. Dans les deux cas, pour seconder l'opération, on peut utiliser un vide partiel. 



   Four créer des zones isolantes sur les coupes où les armatures viennent au cohtact par suite de la mise à lon- gueur des rubans, on peut humecter les bords avec le solvant et ensuite essuyer la couche métallique. Le   même procédé   peut être utilisé pour régler la capacité d'un enroulement de con- densateur. Il est avantageux dans ce cas d'opérer avant le durcissement du vernis. 



   Par suite de la   faible   résistance d'armature,   qui   se réduit  presque   uniquement à la   .conductibilité   matallique,   il n'est   pas nécessaire d'avoir recours à des mesures de cons- truction spéciales pour compenser la résistance de l'armature; de même, il suffit   pleinement   de prévoir des bandes d'amenée de courent encastrées pour réaliser le contact de la même fa- gon que dans les condensateurs enroulés avec armature de fauil- lps métalliques.

Claims (1)

1. R E S U M E procédé pour la construction de condensateurs à capacité constante, à résistance disruptive relativement elevée, dont la diélectroque consiste en matières peu réfractaires et dont les armatures présentent une résistance oblique relativement très faible, caractérisé par les points suivants pris isolément ou en combinaison :

   1 ) Sur les deux faces d'un diélectrique peu réfractaire en bandes ou rubans d'épaisseur appropriées est déposée,par exemple à l'aide d'un pulvérisateur, une armature métalliques l'état d'une ppudre métallique (dont les grains ont de pré- férence la forme de copeaux ou d'écailles) suspendue dans un solvant très volatil auquel on ajoute une faible quantité de vernis, et, après la vaporisation du solvant et le durcissement du vernis, de préférence sous l'action de la chaleur, il reste une couche d'armature présentant une résistance maximum de 0,1 ohm par cm2,

   et lee bandes métallisées de cette façon sont em- pilées ou enroulées ensemble en nombre pair.

   2 ) L'épaisseur de l'armature est au plus de 2.

   3 ) Comme diélectrique, on utilise du papier pour conden- sateurs, non imprégné.

   4 ) (;Draine diélectrique, on utilise des feuilles de matière isolante artificielle, par exemple des bandes de polystyrol.

   5 ) Différentes matières diélectriques métallisées des deux côtés sent réunies pour former le corps de condensateur.

   6 ) Le diélectrique est composé d'un mélange de différentes ratières 'Isolantes en un corps unique.

   8 On utilise des rubans de papier et de matière artifi- cielle par exemple des rubans de polystyrol.

   8 ) On utilise, soit la chaleur, soit la pression, suit ces deux moyens pour réunir des matières diélectriques diffe- rentes en une couche diélectrique unique. @ <Desc/Clms Page number 8> EMI8.1 L- proportion d9s. matières diélectriques différen- tes est choisie de façon à obtenir une compensation des coefficients de température de la constante diélectrique des différentes matières. EMI8.2 lUO) La proportion des différentes Matières diéî3c tri- ques est choisie de façon a obtenir une compensation des va- riations (causées par le vieillissement naturel) de la capa- cité des différentes matières.

   Il ) Les couches intermédiaires diélectriques sont ver- EMI8.3 nies avant la métallisstion.

   120) Les couches intermédiaires diélectriques sont im- prégnées de matières isoîantes éiprès la métallisation, de préférence sous un vide partiel; sous forme d'enroulement terminé. EMI8.4

   13 ) COfill113 métal d'armatures on emploie l'ergent.

   14 ) Comme métal d'armature; on emploie des métaux non précieux.

   15 ) pour les diélectriques en papier ; on utilise une suspension métallique dont la température à laquelle on la travaille n'est pas supérieure à 160 C.

   16 ) Pour les diélectriques contenant des matières arti- EMI8.5 ficilles , on utilisa une suspension métallique dont la tefii- 9Ératur@ & laquelle on la travaille ne dépasse pas luu0c.

   17 ) Les deux f,,ée-9 de la couche intermédiaire diélectri- que sont métallisées au cours de la même opération.

   18 ) Pour la métallisation, afin d'obtenir des bords isolants, on utilise des gabarits ou des dispositifs de re- EMI8.6 couvrement qui; de prëférTnc;,a%'ancen-1t n même temps que l'isolant. EMI8.7 le.0) Après la métallisation, on applique la Cila12l1r e2u- lement pour former des couches d'armature suffisamment dures, pour qu'on puisse les saisir sans qu'elles collent, tandis que le durcissement; par suite d'une action plus énergique de la chaleur et le cas échéant sous un vide partiel, est réalisé <Desc/Clms Page number 9> sur la bobine d'approvisionnement de ruban Métallisé.

   20 ) Après la métallisation, on utilise juste assez de chaleur pour qu'on puisse saisir la couche d'armature sans quelle colle, après quoi on établit les unités de condensa- teurs, puis oh soumet ces derniers à la chaleur de durcissement et on opère en même temps le séchage et, le cas échéant, la désaération des unités de condensateur.

   21 ) Les surfaces isolantes du côté des coupes des rubans diélectriques sont formées par application de solvants et es- suyage subséquent des parties correspondantes de l'armature.

   22 ) Par application de solvants sur les parties de l'ar mature et par l'essuyage consécutif, on opère un réglage de la capacité du condensateur...