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Procédé et dispositif pour déposer par vapori'sation du métal ou des alliages métalliques sur une couche de fond. on a déjà proposé, dans la technique des condensateurs, de déposer sur le diélectrique,, par exemple sur le papier, une couche de métal de manière à constituer une armature. Pour travail-. l er à une tension de vapeur aussi faible que possible de la matière à vaporiser, donc à la température minimun., et pour éviter l'oxy- -dation de la matière constituant l'armature, il est désirable que la vaporisation s'effectue dans le vide. Ceci suscite cependant certaines difficiuli tés. En effet, la matière à vaporiser doit d'abord être introduite dans une chambrée de vaporisation.
Ceci implique que le niveau du bain descend dès qu'une certaine qualité est consommée. quantite@ Des essais ont prouvé que l'un des facteurs influençant défavorablement la couche' déposée et provoquant dans cette couche des irrégularités indésirables, est attribuable à la variation du niveau du bain pendant la vaporisation. L'invention permet d'obvier à ces inconvénients.
L'invention procure des moyens de maintenir constant le niveau du bain.
Grâce à ces moyens, le chemin à parcourir par les particules de vapeur depuis la cuve de vaporisation jusqu'à la couche à recouvrir est constant. Comme la pression dans la chambre de vaporisation et partant la longueur du chanin à parcourir par les particules des vapeurs sont maintenues constantes, la condition de ne pas modifier les circonstances dans lesquelles s'effectue la vaporisation est largement satisfaite., ce qui assure une grande uniformité de la couche déposée ainsi que des propriétés de cette couche.
En pratique, ce résultat s'obtient de ,façon très simple pour autant que, conformément à une forme d'exécution avantageuse de l'invention, le réglage du niveau s'effectue en agissant sur @
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la matière contenue dans une partide la cuve, partie qui dépas- se la chambre de vaporisation.
Un moyen utilisé de préférence pour maintenir constant le niveau dans la chambre de vaporisation consiste à régler le ni- veau par une modification du volume de la cuve contenant la ma- tière à vaporiser. Cela s'exécute trèsfacilement, surtout lors- que la cuve de vaporisation dépasse partiellement la chambre de vaporisation.
Un procédé avantageux pour modifier le volume de la cuve de vaporisation consiste à attirer dans la cuve, suivant la quan- tité de la matière consommée pendant l'évaporisation un corps d'immersion mobile sur une longueur telle que le niveau du bain reste constant. Cette modification de volume peut aussi s'obtenir en déplaçant vers l'intérieur de la cuve, et proportionellenent à la quantité de matière consommée, une partie mobile de la paroi de la cuve. Le mouvement du fond par rapport à la cuve peut aussi s'obtenir en munissant les deux organes de filets.
Pour l'exécution du procédé de dépôt par vaporisation, opération pendant laquelle la matière à vaporiser doit être intro- dui te de l'extérieur dans la chambre de vaporisation, il y a lieu de tenir compte de ce qui. suit. Lorsque la matière dans la cuve est consommée l'installation de vaporisation doit être mise hors service pour procéder au renplissage des cimes, et il faut de nou- veau évacuer l'air. Sous l'action de l'air, il se produit alors des combinaisons métalliques qui, aprèsla fusion de la matière à vaporiser, forment à la surface du bain des laitiers dont la tension de vapeur est généralement plus faible que celle du métal utili sé et qui entravent donc la vapori sation. Une forme d'exécu- tion avantageuse de l'invention permet d'obvier à cet inconvénient.
Le niveau du bain est maintenu constant sous l'effet de la diffé- rence entre la pression exercée sur la surface du bain dans la cu- ve de vaporisation et de celle exercée sur la surface du bain se trouvant dans une autre cuve, (cuve de remplissage.) disposée à l'ex- téri eur de la chambre de vaporisation, et qui est en communication avec la cuve de vapo ri sation.
Le dispositif de remplissage et la cuve de vaporisation étant séparés, il ne se forme pas d'oxyde à la surface du bain à vaporiser, et partant aucune perte de matière. Cette forme d'exécu- tion présente l'avantage que la cuve de rempli ssage peut être chargée indépendamment du pro cessus de vaporisation, ce qui consti- tue un avantage lorsque la matière à recouvrir de métal est amenée et évacuée de façon continue. Ce procédé assure donc la continuité complète du procédé de fabrication. Pour le dépôt par vaporisation de métal sur une couche de fond on connut déjà un procédé selon lequel on entretient, dans une chambre vide d'air, un arc électri- que entre deux électrodes dont l'une comporte une ouverture cen- tral e.
Dans l'arc on introduit une poudre métallique qui fond par suite de la chaleur développée par l'arc et qui, sous l'effet d'un gaz neutre sous pression est évacuée vers l'extérieur où elle est projetée sur la couche de fond à recouvrir. Un tel procédé présen- te l'inconvénient que dans le flux de vapeur, les particules mé- talli ques, de dimensions extrêmenent restraintes, s'enveloppent d'une pellicule de gaz ce qui, dans la fabrication d'une annatu- re pour condensateurs, constitue un inconvénient, étant donné ou'il en résulte une augmentation de la résistance ohmique d'une armature ainsi établie. De plus, l'emploi d'un arc et l'introduction con- tinue de gaz dans la chambre vide d'air suscitent de nombreuses complications.
Bien que, dans les dernières formes d'exécution citées,
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l'air ne puisse exercer d'influence sur la matière contenue dans la cuve de vaporisation et que l'on pourrait utiliser la pression atmosphérique s'exerçant sur la surface du bain dans la cuve de renpli ssage pour introduire la matière à vaporiser dans la cuve de vaporisation, il est cependant préférable, pour économiser la matière, 'de soustraire le contenu de la cuve de .remplissage à l'influence de la pression atmosphérique., car lair provoquerait 1'oxydation de la surface du bain.
De plus, à première vue, la pression atmosphérique déterminé le niveau de la matière dans la cuve de vaporisation, Pour obvier à ces inconvénients, il est préférable d-'introduire dans la cuve de remplissage un gaz indif- férent sous pression déterminée. Un tel gaz n'attaque pas le m é- tal, ne forme pas de laitier et ne provoque donc p as de pertes de matière, tandis que le réglage de la pression et partant celui du niveau dans la cuve de vaporisation est beaucoup plus simple et plus précis.
Il va de soi que lorsque le métal à vaporiser est à l'état fondu, il faut chauffer la cuve de remplissage pour maintenir en fusion la matière qu'elle contient. C'est particulièrement la matière contenue dans la cuve de vaporisation qui 'doit être chauffée, car cette matière doit être vaporisée. L'élément de chauffage utilisé à cet effet ne doit pas nécessairement se trouver à l'intérieur de la chambre de vaporisation, de préféren- ce, il sera disposé autour de la tuyauterie reliant les deux cuves. Ce montage présente en 'outre l'avantage que, par suite de la faible section de la tuyauterie par rapport à celle des cuves, la matière qui se refroidirait le plus rapidement dans cette tuyauterie, est alors le mieux chauffée.
Ce montage est particulièrenent avantageux lorsqu'oh utili se comme couche de fond du papier ou des matières analogues qui se décomposent facilement à température élevée, car, dans ce cas, la matière constituant la couche de fond n'est pas directement exposée au rayonnement de chaleur de l'élément thermique, de sorte qu'il est superflu de la refroidir spécialement.
Ces considérations s'appliquent tout particulièrement dans le cas où, suivant une forme d'exécution avantageuse de l'in- vention la section de la tuyauterie de communication entre les deux cuves est trèss faible, au moins à proximité de la cuve dé vaporisation. Ceci constitue un avantage parti culièrement marqué, lorsque, dans un dispositif dans lequel il faut interrompre le processus de dépôt, par exemple pour mettre en place un nouveau rouleau de papier, il faut soulever le couvercle -de la cuve de vaporisation, op ération pendant laquelle l'air extérieur pé- nètre dans la chambre de vaporisation.
Lorsque le bain à vaporiser est maintenu dans la cuve de vaporisation, une grande surface de cette matière est exposée à l'oxydation, ce qui implique une perte de matière et une perte de chaleur. Par contre, lorsaue le métal liquide est refoulé dans le rétrécissement de la tuyauterie de communication, la perte de matière, p.ar oxydation et la perte de chaleur sont notablement réduites.
La description du dessin, annexé, donné à titre d'exenpl e non limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée, les particularités qui ressortent tant du dessin que du texte fai sant, bien entendu, partie de l'invention.
La fig. 1 représente un dispositif dans lequel le niveau de la matière à vaporiser est maintenu constantà laide d'un corpsd'immersion.
La fige 2 représente un dispositif comportant une cuve munie d'un fond à visser., tandi s que la fig. 3 représente un dispositif dans lequel le ni-
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veau résulte de la pression différentielle sur deux cuves.
La fig. 1 ne représente que schématiquement la cuve de vaporisation, tandis que les figs.2-3 montrent aussi les tambours d'enroulement et de déroulement; sur la fig.2, les tambours sont disposés à l'extérieur de la chambre de vaporisation et sur la fig. 3 à l'intérieur de la chambre.
La chambre de vaporisation, désignée par 1, peut être raccordée, par l'intermédiaire d'un raccord 2, à une pompe à vide qui, pendant le fonctionnement, maintient dans la chambre une pression de 0.002 mm de mercure environ. Dans la chambre 1 se trouve une cuve 3 contenant un bain de la matière à vaporiser, du zinc par exemple. La cuve comporte un appendice 4, entouré d'un corp s chauffant 5. Dans la cuve se trouve le corps d'immersion 6 mû dans le sens vertical à l'aide d'un mécanisme 7 (représenté schénatiquenent), ce qui provoque une variation du volume de la cuve. Isolés par rapport à la cuve, deux conducteurs 8 sont connectés à un relaiss qui commande 1 e mécanismee 7.
L es conducteurs 8 sont connectés à un dispositif de contact 9 qui coupe le mécanisme d'en- tralnement dès que le niveau désiré est atteint. Ce dispositif de contact peut aussi se trouver à l'extérieur de la cuve de vapo ri sation et être commandé par un flotteur. La chambre de vaporisation est fermée à l'aide d'un couvercle amovible 10.
Sur la fig. 2, le réglage du niveau s'obtient à l'aide d'un fond vissé mû à l'aide d'un mécanisme de commande. Le réglage automatique du niveau s'obtient à l'aide d'un dispositif de contact tel que celui représenté sur la fig.l. Sur la fig.2, la cuve de vapori stion est fermée à la partie supérieure maiscomporte deux éj ecteurs 12 et 13 disposés de manière telle que la bande de papier 14 soit recouverte de m étal sur les deux faces. Cette bande de papier est déroulée d'un tambour 15 et traverse une chanbre vide d'air dont le commencement et la fin comportent des fentes trèsétroites 17 et 18, de façon à limiter au minimun les fuites.
Après guidage sur le galet 30, le papier est de nouveau conduit par les ouvertures 19 et 20 qui constituent le commencement et la fin d'une chambre vide d'air 21. Après cette opération, la bande de papier est enroulée sur le tambour 22. Bien que la figure représente deux chambres vides d'air séparées, on peut combiner ces chambres de manière à n'en former qu'une seule.
En outre, la fig.2 représente schémati quement la manière d'obtenir une interruption du dépôt de matière sur le fond, sans qu'il soit nécessaire de mettre hors service la source de vaporisation elle-mme. A cet effet, on a disposé un cache entre la tra- j ectoire de la bande à recouvrir et l'éj ecteur correspondant. Dans le cas envisagé, ce cache se trouve entre la bande de papier in- férieure et l'éjecteur correspondant. Lecache consiste en une lame métallique 23, disposée perpendiculairement au déplacement de la bande de papier et supportée par deux bandes parallèles 27, guidées par les galets 24 et 25 (la figure ne montre que la bande avant et les galets correspondants).
La distance entre les bandes parallèles doit être telle que la surface à recouvrir de métal soit libre sur toute sa largeur. Le mouvement du cache 23 peut lui atre imprimé de l'extérieur, par voie électromécanique ou électromagnétique. Ceci s'effectue par exemple lorsque la bande de papier doit présenter une interruption pour permettre de couper la bande.
Si, à l'endroit ae la coupure, les deux faces étaient recouvertes d'une couche métallique, il se produirait facilenent un court-cir- cuit entre ces deux couches. La disposition prévue prévient cette po ssibili té. A cet effet, il suffit de mouvoir le cache 23 de manière telle qu'il se déplace à la même vitesse que la bande de papier et pendant un tempssuffisamment long pour qu'il dépasse
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l'orifice de l'éjecter 13. Ensuite, le cache p eut être ramené dans sa position initiale ce qui, pour autant que cette opération soit suffisamment rapide, n'exerce pas d'influence sur l'épais- seur de la couche déposée sur la partie de la bande qui passe au droit de l'orifice au moment ou. le calibre passe aussi en ce point.
Sur la fig.3, qui représente schématiquement un dispositif avec remplissage extérieur de métal à vaporiser, la cuve 3 est reli ée, par l'intermédiaire d'une tuyauterie 27, à la cuve 28 dans laquelle se trouve aussi du métal en fusion, ici, du sine. Ce zinc est maintenu dans la cuve 28 à une température dépassant le point de fusion, c'est-à-dire 430 C. La partie supérieure de cette cuve est femée et comporte un raccord 29 par lequel, on introduit un gaz indifférent sous pression, de l'azote par exemple. La pres- sion de ce gaz, indifférent au zinc, détermine le niveau du zinc dans la cuve 3. Pour maintenir en fusion la masse de zinc tant dans la tuyauterie 27 que dans la cuve 3, on a prévu un élément de chauffage 5.
Cet élément en cet endroit prévient la solidifi- cation de la masse de zinc dans la longue tuyauterie, de section trèsfaible.
A l'intérieur de la chambre de vaporisation se trouvent deux tambours, dont l'un (31) constitue le tambour de déroule- ment et l'autre (32) le tambour d'enroulement. La bande de papier enroulée sur ces tambours est gui dée le long de la partie supé- rieure de la cuve 3 de manière que l'une des faces du papier vi en- ne en contact avec les vapeurs de zinc sortant de l'ouverture 33 et que l'autre face soit recouverte par les vapeurs sortant de l'ou- verture 34.
Comme le montre la figure, la tuyauterie 27 présente, juste sous la cuve de vaporisation 3,un rétréci ssenent 35. Lors du remplacement des tambours 31 et 32, le couvercle 10 s'adaptant parfaitement sur le récipient enfermant l'espace 1 est soulevé et pendant cette opération, l'air extérieur afflue dans cette cham- bre et chasse le liquide de la cuve de vaporisation dans la tuyau- terie. Pendant cette opération, la pression au-dessus du bain dans la cuve 28, est maintenue telle que le liquide de la cuve 3 soit chassé dans le retrécissement 35 de la tuyauterie 27. Par suite de la faible section de celle-ci en 35, seule une petite partie du métal est exposée à l'action de l'air.
La manipulation de remplacement des bobines de papier telle que décrite empêche, il est vrai, la continuité du procédé, maisil y a lieu de tenir compte du fait que la réserve de papier sur le tambour de déroulement peut comporter plusieurs kilomètres.
Comme la vitesse de la vaporisation, et partant la vitesse de la bande de p api er, est approximativement de 0,5 m par seconde, il en résulte qu'une seule charge de papier suffit pour plusieurs heures de fonctionnement.