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Il Procédés de formation de dépôts par électrophorèse ".
La présente invention est relative à des compositions et à des.,procédés de revêtement et plus particulièrement aux compositions employées dans les procédés éleotrophoréti- ques de formation de dépôts.
Dans de nombreuses applications commerciales et particu- lièrement dans les techniques relatives à l'électricité, les éléments métallique des appareils sont pourvus d'une pellicule ou couche protectrice destinée à empêcher la carro- sion ou l'usure et également à pourvoir ces éléments d'une surface isolante ou diélectrique afin d'éviter la déconnexion électrique des dits éléments constitués par exemple par un fil ou 'un conducteur, sous l'effet des potentiels appliques.
De mène, lorsque l'élément de base est une substance isolan-
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te, telle que le papier ou la cellulose, il est, dans cer- tains cas, souhaitable de former @ sur cet élément une oou- che ou bande métallique conductrice ou de former sur la sur- face isolante plusieurs couches métalliques différentes su- perposées. Dans d'autres applications., on peut faire alter- ner les souches métalliques avec des Souches isolantessur l'élément de base, de manière à constituer un revêtement Composite unitaire destiné à une fin voulue.
Les procédés généraux de revêtement ou de dépôt, à savoir, la peinture, la pulvérisation, l'électroplacage, l'immersion, la diffusion et lesprocédés similaires,sont parfois inapplicables soit par suite des restrictions au point de vue des dimensions, soit par suite du manque de contrôle de l'épaisseur du revêtement soit afin à cause d'autres caractères physiques ou chimiques de la base ou véhicule du revêtements
Pour certaines applications, le dépôt par cataphorèse de matières isolantes sur un élément de base offre une tech- nique plus sûre et plus contrôlable pour obvier aux incon- vénients des procédés généraux de revêtement.
Toutefois, les propriétés oataphorétiques faibles et le rendement insuffisant de la précipitation de l'électrolyte employé dans ce procédé constituent un désavantage important, qui a, jusqu'à présent, empêché l'adoption générale de ce procédé.
La présente invention a notamment pour objet d'aug- menter le rendement de la précipitation de l'électrolyte employé dans les procédés cataphorétiques de revêtement ou dedépét.
Un autre objet de l'invention concerne l'amélioration de la stabilité de l'électrolyte de façon que l'on obtienne un dépôt uniforme.
L'invention a encore pour objet d'accroître l'activité
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de la précipitation de l'électrolyte, de façon qu'une vites- se plus grande soit assurée pour la formation du revête- ment.
Un autre objet de l'invention consiste à oontrôler l' allure de la formation du dépôt lorsqu'on travaille à de faibles potentiels.
Enfin, l'invention a encore pour objet de supprimer la nécessite d'une grande, habileté technique dans l'exécu- tion de l'opération de revêtement, en sorte que d'excellents rsultats peuvent être obtenus avec le concours d'une main d'oeuvre relativement peu spécialisée.
Ces objets peuvent être atteints conformément à l'in- vention, par l'emploi d'une composition de revêtement amélio- rée, spécialement adaptée aux procédés de dépôt par cata- phorèse . Dans un cas qui peut être cité à titre d'exemple, un oxyde métallique hydraté est associé au com- posé ou aux composés normalement inertes maintenus en sus- pension dans l'électrolyte et les matières solides combinées sont déposées sur la base à revêtir par précipitation à fai- ble potentiel en un court intervalle de temps.
Le revête- ment obtenu est de qualité uniforme et le procédé peut être utilisé facilement pour la production en masse de nombreuproduits industriels
La composition de revêtement suivant l'invention est particulièrement avantageuse pour le revêtement cataphoré- tique d'éléments de chauffage constitués en fils minces employés dans les dispositifs à décharge électronique.
L'élément de chauffage est isolé au moyen d'une matière hautement réfractaire, tel que l'oxyde d'aluminium vitri- fié, qui fournit un recouvrement fritté à propriétés diélec- triques élevées, en sorte que l'élément de chauffage ne peut venir en contaot aveç les éléments auxquels il est associé dans le dispositif à décharge.
Bien que l' oxyde d'a-
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luminium ait les propriétés voulues pour les buts spécifiés, il est normalement déficient au point de vue de ses pro- priétés cataphorétiques, en sorte que la vitesse de forma- tion du dépôt est faible, lorsqu'il est employé dans des éleotrolytes pour le revêtement par Cataphorèse,
Suivant une particularité de l'invention, une matière d'activation oataphorétique est ajoutée à l'électrolyte en vue d'augmenter l'efficience du dépôt de la substance dié- lectrique . La matière susdite se présente sous la forme d'un hydroxyde métallique, tel que l'oxyde d'aluminium hydraté de grande pureté, qui non seulement augmente la puis- sance de l'électrolyte, en sorte que l'on obtient une vites- se de dépôt élevée,
mais qui constitue également un hydroxy- de de nature identique à celle de la substance de revête- ment basique appliquée à l'élément de chauffage, et contri- bue à la formation du'revêtement final sans qu'il soit introduit de matière étrangère ou nuisible . En outre, le. procédé de revêtement peut s'effectuer à faible voltage, aveo une faible consommation de courant, et à une vitesse relativement rapide de dépôt, en sorte que l'on obtient un revêtement uniforme de densité Contrôlée sans le con- cours de main-d'oeuvre hautement spécialisée.
On peut employer d'autres oxydes métalliques hydratés dans le procédé cataphorétique et oombiner ceux-ci à une matière diélectrique ou à des métaux pour effectuer le dé- pôt d'une couche. ou pellicule sur des bases métalliques ou isolantes, afin d'obtenir le revêtement final dési sur les dites baaes;
On peut utiliser le procédé pour produire des revêtements protecteurs ou décoratifs sur du fil isolé ou paiur produire des surfaces résistant à la corrosion et à l'usure sur des produits métalliques, pour former des revê- tements sur des électrodes, tels que des pellicules favori- sant ou empêchant l'émission d'électrons dans des disposi-
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tifs à décharge électronique, pour produire des accessoires électriques à partir de pièces métalliques de matières cérami- ques ou d'autres matières, pour la rayure de films et pour la formation de dépôts d'alliages d'un rapport constant pré- déterminé par les constituants de l'électrolyte,
Un avantage important de la composition faisant l'ob- jet de l'invention réside dans la stabilité de l'électro- lyte,
et dans son comportement vis-à-vis de l'eau (les effets de détérioration pour l'eau ne sont pas constatés) , étant donné que l'électrolyte est peu hygroscopique lorsque l'o- pération se fait à l'air libre et que des résultats faciles à reproduire peuvent être obtenus quelles que soient la forme et les dimensions de l'élément de base que l'on désire revêtir. En outre, la minime quantité de courant dissipée dans la technique de la formation du dépôt et les faibles voltages suffisantes pour obtenir un dépôt d'efficience éle- vée après de courts intervalles de temps facilitent l'ob- tention du revêtement sans procurer de risques pour l'opéra- teur.
L'utilité et les avantages de l'invention apparaîtront davantage au cours de la description détaillée suivante dans laquelle on se réfère au dessin ci-joint. Dans ce dessin :
La fig. 1 est une vue partiellement schématique d'un appareillage de revêtement cataphorétique approprié conve- nant pour la mise en oeuvre de l'invention; la Fig. 2 est une vue en élévation d'un élément de chauffage pourvu d'un revêtement isolant uniforme conformé- ment à l'invention, et la Fig 3 est, à plus grande échelle, une coupe trans- versale suivant la ligne 3-3 de la Fig. 2.
Si l'on se réfère au dessin, l'installation pour l'exécution du procédé cataphorétique de revêtement pom-
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prend un électrolyte 10 contenu dans une cuve 11, dans la- quelle est immergée une anode 12 à grande surface, l'anode étant, de préférence, une plaque en métal tel que du nickel.
Une cathode 13, qui, dans une forme de réalisation peut être constituée par un support métallique 14 auquel sont suspendues plusieurs pinces métalliques 15, est également employée, les pinces supportant un certain nombre d'éléments de chauffage 16, représentés plus clairement à la Fig. 2, Les électrodes de la cuve 11 sont connect ées à une source de cou- rant continu telle qu'un redresseur 17 auquel sont associés un milliampèremètre 18 et un voltmètre 19 destinés à indi- quer la consommation de courant et le voltage de fonctionne- ment employé dans la ouve électrolytique 11.
Une minuterie réglable 20 est Connecta en série à la source. de courant continu provenant du redresseur et le circuit est commandé par un interrupteur 21, le coté positif du circuit étant connecté à l'anode 12 et la borne négative à la cathode 1g de la cuve . De plus, on a prévu un agitateur 22, en sorte qu'une hélice 23 pénètre dans l'électrolyte contenu dans la cuve , le dispositif 22 étant commandé par un autre interrupteur 24.
Comme montré à la fig. 2, l'élément de chauffage 16, est, de préférence, en tungstène, et ,dans une forme de réalisation, peut consister en une seule spirale 25 à en- roulement serré, dont les spires sont tellement rapprochées qu'il n'est en général pas possible d'appliquer uniformé- ment sur celles-ci un revêtement isolant par les procédés usuels de revêtement. Comme le montre la figure 3, la présen- te invention permet d'obtenir un revêtement isolant 26 re- lativement dense et d'épaisseur contrôlée avec précision.
Etant donné que l'élément de chauffage en tungstène est destiné à fonctionner dans un dispositif à décharge électro- nique à débit d'énergia élevée, la température de l'élément est très rapprochée de la température de fusion du revête-
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ment isolant, en sorte que la constante diélectrique et le point de fusion de la matière céramique du revêtement doi- vent être relativement élevés et qu'aucune impureté, qui abaisserait son point de fusion et affecterait dès lors d'une manière nuisible la fonction diélectrique du revête- ment de l'élément de chauffage ne doit ouvoir pénétrer dans le dit revêtement.
Une matière céramique convenant pour le revêtement de l'élément de chauffage, est constituée par des particules d'oxyde d'aluminium frittées ou fondues d'un dia- mètre de la à 20 microns. Bien que l'oxyde d'aluminium fendu soit, lorsqu'il est associé à un agent liant, hautement ef- ficace comme revêtement isolant appliqué sur l'élémentde chauffage par la technique de revêtement usuelle par pulvé- risation ou peinture, Cet oxyde d'aluminium est inerte, au point de vue cataphorétique, lorsqu'il est employé en suspension dans les procédés de revêtement électrophoréti- ques, par suite de l'absence d'ions destinés à influencer la conduction dans le milieu électrolytique .
Par conséquent on n'obtient en pratique qu'un revêtement de rendement très faible, voire même aucun dépôt si l'oxyde seul est on ployé dans l'électrolyte.
Afin d'activer les particules inertes d'oxyde d'alumi- nium contenues dans l'électrolyte, on ajoute, suivant une particularité de l'invention, une substance accélératrice à l'électrolyte, sous forme d'un oxyde métallique hydraté, constitué par exemple par de l'hydroxyde d'aluminium . Cet oxyde métallique hydraté d'une pureté, très élevée sert à créer l'action ionique nécessaire dans l'életrolyte , de façon qu'une vitesse de dépôt élevée soit obtenue par la préci- pitation des particules solides en suspension dans l'électro- lyte sur l'élément de chauffage 16,
en soste qu'un revête- ment adhérent est formé sur celui-ci . Les avantages résul- tant de la présence de la substance d'activation dans l'élec- trolyte sont les suivants : elle fournit une matière gélati-
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neuse qui est adsorbée sur les particules inertes et qui se dissocie, lors de l'application des potentiels, pour fournir des ions hydrogène ou hydroxyle, soit en réaction basique, soit en réaction acide , La conduction du courant à travers l'électrolyte précipite les particules combinées sur l'élément de base à revêtir.
En outre la substance d'activation entraînée par les particules inertes et dépo- sée sur l'élément de chauffage n'introduit aucune substan- ce étrangère dans le revêtement puisque, lors du chauffage final du revêtement pour vitrifier la matière sur l'él- ment l'hydroxyde est converti en oxyde, en sorte que le revêtement a une constante diélectrique élevée . Une autre caractéristique de la matière d'activation réside dans l'effet liant produit par le revêtement gélatineux entou- rant les particules, en sorte qu'un revêtement tenaoe et Compact est obtenu sur l'élément de chauffage.
Etant donné que l'on doit éliminer les impuretés dans le dépôt de revêtement sur l'élément de chauffage pour em- pêcher l'abaissement du point de fusion du revêtement,il est recommandé d'é.viter l'usage d'hydroxyde métallique commercial dans l'êlect.rolyte, à cause, de la quantité varia- ble d'impuretés contenue dans ce composée Lorsqu'il est destiné à la mise en pratique de l'invention, sous Qet aspect particulier,l'hydroxyde d'activation peut être pré- paré comme suit : on dissout une quantité de nitrate d'alu- minium Al (NO3)3.9H2O chimiquement pur, telle que 144 gram- mes, dans trois litres d'eau distillée de manière à obtenir une solution claire.
On prépare également une solution distincte contenant approximativement46 grammss d'hydroxyde de sodium NaOH, chimiquement pur, dans 100 centimètres cu- bes d'eau. Après obtention de ces solutions, on ajoute len- tement la solution d'hydroxyde de sodium à la solution de nitrate en agitant vigoureusement le mélange jusqu'à ce
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que le pH ait atteint une valeur de 7 + 1, lorsque l'addi- tion de la solution d'hydroxyde de sodium est arrêtée. On filtre sous vide la suspens ion d'hydroxyde d'aluminium obtenue par la réaction ci-dessus de manière à séparer un² gateau concentré du milieu de filtration. on sépare le milieu de filtration .
On introduit le gateau résultant dans trois litres d'eau et on le disperse vigoureusement, par exemple au moyen d'un agitateur à vitesse élevée. La suspension est ensuite filtrée sous vide et lavée à plusieurs reprises jusqu'à obtention d'un gateau purifié d'hydrate d'aluminium, qui est finalement transformé en pâte et emma- gasine dans un verre ou récipient en poreelaine clos .
L'alumine hydratée est relativement pure puisque le trai- tement précité élimine la plus grande partie desingrédients nuisibles, tels que les impuretés métalliques et le sodium, des produits commerciaux de départ, et la matière d'activa- tion, convient spécialement à être incluse dans l'élec- trolyte , suivant l'invention .
Les impuretés tolérables dans la composition, précitée ne doivent être supérieures ni à un pour cent des impure- tés métalliques ni/un dixième de pour sent du sodium basé sur la concentration équivalente en oxyde d'aluminium du mélange. La teneur en sodium est particulièrement impor- tante , étant donné que la présence d'un excès de vapeur de sodium dans un dispositif électronique à vide élevé, peut rendre assez vite'le dispositif impropre à un fone- tionnement efficient.
Bien que l'on s'efforce d'employer un activant hydraté fortement purifié dans la technique du revêtement de l'élément de chauffage suivant l'invention, il peut se présenter des circonstances daas lesquelles le type commercial d'hydroxyde métallique peut convenir pour être
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employé dans l'électrolyte, lorsque la quantité d'impuretés n'a aucune influence défavorable sur le processus de re- vêtement .
La préparation de l'électrolyte 10 pour le revêtement d'un élément de chauffage suivant l'invention est la sui- vante.
Exemple 1. Lorsque l'appareillage montré à la fig. 1 est prêt,le premier stade opératoire consiste à remplir la cuve jusqu'à un niveau voulu au moyen de l'électrolyte préparé suivant le procédé décrit pi-dessus. Les ingrédients employés sont 30 grammes d'hydroxyde d'aluminium purifié, comme décrit ci-dessus, 600 grammes d'oxyde d'aluminium insoluble (la dimension des particules étant de 10 à 20 microns),et une certaine quantité de solvants polaires, de préférence de l'eau distillée et de l'alcool dans la propor- tion de 360 millilitres d'eau pour 840 millilitres d'alcool, ou approximativement dans la proportion de 1 à 2 1/3 , On mélange la pâte d'hydroxyde avec les solvants fluides, jus- qu'à ce que la pâte soit convenablement dispersée dans le li- quide de Suspension.
on fait passer le mélange par un homogé- néiseur ou un moulin colloïdal pour gêlatinifier les parti- cules, on mélange ensuite les particules d'oxyde d'aluminium inerte à la suspension liquide .On agite le mélange dans un flacon scellé pendant 24 heures. L'hydroxyde gélatineux est adsorbé sur les particules cristallines d'oxyde d'aluminium par le mélange intime et la suspension forme un véhicule blanc, laiteux et Convenant pour l'opération de production du dépt lorsque la cuve est remplie d'électrolyte, on met l'agitateur 22 en marche en fermant l'interrupteur 24 de ma- nière à maintenir les particules d'oxyde d'aluminium enrobées parfaitement en suspension dans l'électrolyte, étant donné que les particules qui sont inertes dans le solvant polaire,
se séparant rapidement de la suspension dans la cuve . Pour amorcer la formation du dépôt sur l'élément de chauffage 16
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immergé dans l'électrolyte, on manoeuvre l'interrupteur 21, de façon à appliquer un potentiel de courant continu d'environ 15 à 20 volts, ou, en général, de 5 à 20 volts, entre l'anode 12 et la cathode 13 supportant les éléments de chauffage . Le flux de courant passant à travers l'élec- trolyte est approximativement de 15 milliampères, ou, en général, de 10 à 50 milliampères, comme indiqué sur le, milli- ampèremètre du redresseur 17. En même temps, on règle la minuterie 20 pour Contrôler la durée de la période de revê- tement qui peut être, par exemple, de trente secondes ou, en général, de 30 à 50 secondes.
Pendant la période de re- vêtement l'agitateur est arrêté ou.tout au moins ralenti,par- Qe qu'on a constaté qu'on obtient plus facilement un revête- ment plus dense, lorsque l'éleotrolyte est au repos ou prati- quement au repos.
Grâce au faible potentiel appliqué aux électrodes,l'ac- tivité des particules inertes, en suspension est fortement augmentée à cause de la pellicule d'hydroxyde accélérateur adsorbé sur celles-ci , en sorte que les particules acquiè- pent une charge positive d'une certaine grandeur et sont facilement attirées sur l'électrode négative et précipitées sur l'élément de chauffage 16 sous forme d'un revêtement uniforme ,A l'issue de l'intervalle de temps de 30 secon- des, par exemple, un revêtement uniforme et dense est formé sur le fil enroulé' de l'élémentde chauffage , ce re- vêtement comprenant de minuscules particules d'oxyde d'alu- minium frittées enrobées d'une pellicule absorbée d'hydroxy- de d'aluminium amorphe rendu compact sur la surface du fil,
en sorte que la matière de revêtement isole complètement les spires très rapprochées de l'élément de ohauffage hélicoï- dal. La nature gélatineuse de la pellicule d'hydroxyde métallique sert également de liant pour le revêtement sur l'élément de chauffage.
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La pellicule d'hydroxyde amorphe se dissocie électroly- tiquement dans la cuve soit comme acide soit pomme base,de la manière suivante, pour former des ions positifssur la sur- face des particules d'oxyde inertes et créer ainsi des pro- priéts catophorétiques dans les particules en sorte que Celles-ci sont précipitées sur l'élément de chauffage catho- dique dans l'électrolyte .
Dans la réaction basique, des charges positives d'Al+++ et 3 ions hydroxyles négatifssont formés et dans la réaction acide des ions H+ positifs et des ions négatifs AlO2- sont formas, en sorte que les charges positives appliquées aux particules rendant celles-ci suffisamment actives pour se diriger vers la cathode ou élec- trode 'négative dans la suspension, en vue d'accroître la for- mation du revêtement sur l'élément de chauffage.
L'éleotrolyte contenant l'hydroxyde d'activation est extrêmement stable, lorsqu'il est expose! à l'atmosphère.
Il possède une faible hygroscopicité et une très grande tolérance pour Iteau, en sorte que l'activité des matières solides dans le milieu fluide n'estpas altérée par la varia- tion de la teneur en humidité de l'électrolyte.
En outre, la composition de l'électrolyte permet un contrôle plus exact de l'épaisseur et de la structure du re- vêtement tandis qu'elle donne lieu à une répartition plus uniforme de revêtement sur la base à revêtir et permet l'em- ploi d'un appareillage plus simple pour la formation cata- phorétique d'un dépôt de substances inertes avec une rapidi- té plus grande qu'il n'était possible jusqu' à présent.
Le revêtement combiné suivant l'invention appliqué, sur l'élément de chauffage présente encore un autre avantage étant donné que , bien que suffisamment tenace pour résister aux manipulations ordinaires, la revêtement appliqué n'est pas en état de résister à une manipulation brutale.. on obvie à cet inconvénient en chauffant le revêtement à une température de
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1700 C. soit dans l'hydrogène soit à l'air, de manière à vi- trifier le revêtement, et pendant ce traitement l'hydroxyde est converti en oxyde d'aluminium fritté in situ , en sorte que le recouvrement final a un point de fusion élevé, qui est supérieur à la température à laquelle l'élément de ohauf- fage est exposé lorsqu'il est en service.
Le procédé de re- vêtement suivant l'invention, se distingue par la qualité supérieure du dépota obtenue avec un minimum d'adresse techni- que pour l'opérateur'et, danscertains Cas, par l'économie de matière employée dans l'opération.
Le procédé cataphorétique de revêtement suivant l'inven- tion n'est pas limité uniquement au revêtement particulier d'éléments de chauffage décrits ci-dessus, On peut, en effet, lui trouver un vaste champ d'utilisation dans l'application de pellioules ou de couches isolantes et métalliques à une grande variété de matières, métalliques et non métalliques, quelle que soit la configuration de la base, pour l'obten- tion du dépôt superficiel désiré par électrophorèse .
En ou- tre, l'invention n'est pas limitée aux'particules inertes d'oxy- de d'almminium , On peut, en effet, employer dans l'applica- tion du procédé d'autres matières inertes isolantes ou diéleo- triques et l'on peut substituer un certain nombre d'oxydes métalliques hydratés différents à l'hydroxyde d'aluminium comme composant d'activation de l'électrolyte. on peut,par exemple:, introduire d'autres oxydes métalliques hydratés dans la suspension, pour aboutir au même résultat. Parmi ceshydro- xydes , on peut citer ceux du groupe du fer, à savoir, les hydroxydes de nickel, de fer et de cobalt, et aussi des hy- droxydes amphotères tels que ceux de Chrome, de manganèse, de béryllium, et des hydroxydes d'autres métaux ayant des propriétés oataphorétiques similaires .
Dans la classe des substances inertes aux susceptibles d'être employées dans les techniques auxquelles se rapporte pette invention, on compte:
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le zirconium et le cuivre ainsi que leurs composés, les car- bonates aloalino-terreux, telles que ceux de barym et de stron- tium , le verre en poudre., le noir de carbone, la farine de bois et d'autres matières diélectriques et céramiques que l'on désire déposer sur un élément de base soit métallique, soit isolant, ou sur un autre élément. De plus, la nature de la base à revêtir n'a aucune influence sur la formation du dé- pôt.
Ainsi un revêtement satisfaisant peut également être obtenu sur du molybdène, du nickel, du cuivre, ou d'autres métaux et également sur une base diélectrique, à Condition qu'une pellicule conductrice soit préalablement appliquée à celle-ci pour former à l'aide des particules ionisées une matrice cohérente sur celle-ci. De même, le solvant ionisant de l'électrolyte peut varier d'aptes les matières solides en suspension. L'eau pure a donné des résultats satisfaisants dans certaines applications, mais en général on peut faire usage,de mélanges d'eau avec d'autres solvants polaires,tels que l'alcool méthylène, l'alcool éthylique, l'isopropanol, le dioxane, ou l'éthylène-glycol.
Des mélanges contenant plus de septante pour cent de solvant organique, produisent d'excellents résultats, bien qu 'avec des proportions plus élevées, les suspensions puissent encore donner de meilleurs résultats.
On peut augmenter la solidité de la matrice de revête- ment en ajoutant une matière liante dans l'électrolyte, la substance liante étant déposée avec les particules inertes finement divisées pour fournir une bonne adhérence de la matrice sur la base , comme liants, on peut employer des matières organiques, telles que l'alcool polyvinylique,l'urée et des substances similaires, afin de protéger la matrice de revêtement contre toute détérioration.
Bien que le revêtement d'élément de chauffage décrit ci-dessus représente un exemple de l'utilité de l'invention
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dans la technique électronique, on en trouvera aisément de nombreuses autres applications qui s'avéreront économiques pour la formation de dépôts de revêtements sur les électro- des dans les dispositifs à décharge. On décrira encore quel- ques autres exemples parmi les différentes techniques de re- vêtements, afin d'indiquer la portée de 1' invention, lors'- qu'elle est appliquée à d'autres branches de l'industrie,mais il s'entend que d'autres applications et modifications peu- vent être apportées sans que l'on s'écarte de la portée et de l'esprit de l'invention.
Exemple 2. Le développement d'un revêtement uniforme d'épaisseur déterminée pour une matrice complexe sur la surface d'une catnode cylindrique ou à filament pour la pro- duçtion d'une matière de base hautement émettrice est un problème qui peut être rolu par la formation cataphoréti- que du dépôt, surtout si la cathode à filament a la forme hélicoïdale. Les matières générales employées dans les émet- teurs de puissance relativement faible sont les métaux al- calino-terreux particulièrement le baryum et le strontium, appliqués à la cathode sous la forme de composas et actives dans le stade final de traitement du dispositif pour favori- ser une émission intense d'électrons dans le revêtement appliu que sur la cathode .
Les composés alCalino-terreux, particu- lièrement les carbonates de baryum et de strontium, peuvent être suspendus dans un solvant polaire ou un mélange de tels sol- vants, tel que l'eau distillée et l'alcool, et une matière cataphorétique d'activation d'hydroxyde d'aluminium, tel que décrit ci-dessus, peut être ajoutée à la suspension pour être absorbée sur les particules inertes de carbonates dans l'électrolyte, afin d'accroître les propriétés oataphoréti- ques des matières solides du mélange , Lorsque la formation du dépôt est achevée, le revêtement formant matrice sur la cathode consistera en un mélange de carbonates de baryum et de strontium et d'hydroxyde d' aluminium amorphe, ce dernier
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se dissociant en oxyde d'aluminium fritté durant le traite- ment de la cathode,
de manière. à servir de matière- de sépa- ration inerte sur la cathode, qui distribue le composant ac- tif, par exemple le baryum, sur la surface de la cathdde afin de diminuer la vitesse de diffusion du baryum actif. exemple 3. Dans une autre forme de réalisation, la matière cataphorétique d'activation peut être de l'hydroxyde de nickel qui est déposa sur la cathode en même temps que les carbonates de baryum et de strontium, et lors du traite- ment final, le composé de nickel est réduit en nickel métal- lique disséminé à travers la matrice d'oxyde actif, afin de servir de réservoir ou de dépôt métallique pour le baryum mé- tallique dans la matrice cathodique .
Si on le désire, on peut employer comme matière d'activation dans l'électrolyte des proportions égales d'hydroxyde d'aluminium et de nickel pour produire une matrice de revêtement complexe sur la cathode. Après traitement les partioules d'oxyde d'aluminium agissent comme substance de séparation inerte et le nickel comme composait de réserve métallique dans le revêtement Cathodique . Il est évident que la formation d'un dépôt de métal de réserve et d'un oxyde inerte de séparation ne doit pas se limiter à l'aluminium et au nickel.
D'autres matières cataphorétiques d'activation telles que les oxydes métalli- ques de chrome, de fer, de béryllium, de cobalt, de oui- vre, et des milieux générateurs d'hydroxyles ou d'hydrogè- ne similaires peuvent leur être substitués, pour être con- vertis en matrice de revêtement finale de la cathode.
On peut également obtenir, conformément à l'invention, par la formation oataphorétique d'un dépôt desmatières de revêtement irradiant de la chaleur ou empêchant l'émission d'électrons sur d'autres électrodes dans les dispositifs à décharge électronique, tel que l'anode et l'électrode de contrôle ou grille: .
Exemple 4, Dans la formation d'un revêtement dissipa-
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teur de ohaleur sur des anodes, la substance inerte de l'é- lectrolyte cataphorétique peut être du noir de carbone ou du grapnite en suspension dans de l'alcool et de l'eau et la matière activée introduite dans l'électrolyte peut être de l'alumine ou de l'hydroxyde de zirconium afin d'accroître l'activité de la suspension en vue du dépôt du revêtement sur la surface anodique , qui sera la cathode dans l'élec- trolyte.
L'addition de zirconium à la matrice de revête- ment sur l'anode augmentera les propriétés de radiation de chaleur du recouvrement anodique, êtant donné que le zirco- nium , en Combinaison avec le carbone dissipera rapidement l'énergie calorifique engendrée dans l'anode pendant le fonctionnement du dispositif à décharge. Si on le désire, le revêtement dissipateur de ohaleur peut être une matrice ho- mogène de poudre de zirconium et d'hydroxyde de zirconium appliquée à l'anode en vue de la conversion en une masse frittée dans de l'hydrogène . Le métal en poudre peut être remplacé' par un composé telle que l'hydrure de zirconium.
Des revêtements similaires peuvent être appliqués à la grille pour empêcher une émission secondaire d'électrons pour la formation appropriée de revêtement sur la surface des fils de la grille en vue de remplir cette fonction. On peut pro- duire ce revêtement électrophorétiquement en effectuant le dépôt à partir d'un électrolyte contenant le solvant polai- re , la matière inhibitrice inerte telle que l'oxyde d'alumi- nium ou un autre oxyde métallique, et l'oxyde métallique hy- drété tel que l'hydroxyde d'aluminium, l'hydroxyde, de nic- kel, l'hydroxyde de chrome ou l'hydroxyde de manganèse, qui sert de constituant d'activation de l'électrolyte.
On peut convertir la substance d'activation combinée dans le revête- ment sur la grille en oxyde ou en métal par un traitement thermique approprié , afin de produire un revêtement oalorisé ou un autre revêtement ou pellicule complexe inhibitour sur la grille pour éliminer une émission secondaire dans le ,
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dispositif.
L'invention µ n'est pas limitée à la technique électro- nique, Ainsi on peut l'utiliser dans la préparation de surfa- ces métalliques résistant à la corrosion et à l'usure par application cataphorétique de compositions ealorisantes ou carburantes sur des pièces métalliques , grâce à l'emploi de compositions électrolytiques appropriées comprenant la matière en poudre .inerte et ltactivant hydraté cataphoréti- que approprié dans le mélange polaire afin d'obtenir les résultats désirés.
on trouvera un autre usage avantageux 'de la composi- tion électrolytique faisant l'objet de cette invention dans le dépôt d'un revêtement ou d'une pellicule diélectri- que sur des conducteurs en forme de filsplaques, tube ou autres éléments sur lesquels un revêtement dur protecteur ou décoratif est requis .
L'invention peut être utilisée non seulement pur former des revêtements isolants sur des métaux mais encore pour la graduation de pellicules ou matrices complexes sur des piè- ces métalliques ouvragées telles que des contacts d'interrup- teurs ou sur des objets de base isolants ou non métalliques tels que de la'céramique, du papier ou de la cellulose. Une application particulière consiste en la production d'une surface métallique humectrice, sur des contacts en fil de tungstène ou du molybdène pour les interrupteurs à mercure.
Dans ce procédé, l'éleotrolyte peut être préparé au moyen de 50 grammes de poudre de nickel µ 1/2 grammes d'hydroxy de de nickel, 30 centimètres cubes d'eau et 70 centimètres cubes d'alcool. Après application du revêtement au fil de contact, on chauffe la matrice adhérente dans l'hydrogène pour ré- duire l'hydroxyde en nickel et former une surface de nickel homogène qui s'amalgame facilement au mercure, en sorte qu'un Contact positif aveo celui-ci est assuré.
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Dans la formation d'un dépôt par les procédas élaotro- phorétiques, il est nécessaire de pourvoir la base non con- ductrice d'une pellicule'superficielle conductrice Gamme dans le procédé employé dans la technique de l'électroplaca- ge sur des matières similaires, et d'ensuite passer à l'o- pération de formation oataphorétique du dépôt conformément à l'invention. Si on le désire, on peut détruire au enlever la pellicule conductrice intermédiaire sur la base par Chauffage, pour volatiliser la pellicule lorsqu'un revête- ment diélectrique homogène est requis sur la base céramique.
Une autre application de cette invention consiste, en la production d'articles lamelles, tels que des condensateurs par la formation électrophorétique d'un dépôt de métal et de couches isolantes sur un élément de base, en vue de donner aux lamelles de la capacité une forme compacte et uniformément appropriée, afin d'assurer un contrôle effec- tif de la valeur du condensateur .
De même , l'invention peut être utilisée pour la pro- duçtion de pellicules en forme de bandes de proportions déterminées en oonstituants métalliques, dont lesfproprié- tés diélectriques dépendent de la composition de l'électro- lyte employé dans la formation du dépôt. De la même ma- nière, on peut produire des revêtements en alliage en contrôlant les proportions des matières dans l'électrolyte, le produit final étant obtenu en traitant la matrice de revêtement par chauffage dans de l'hydrogène pour réaliser le revêtement final désiré.
On peut employer la même techni- que dans l'électroformation de produits métalliques en déposant simplement les poudres métalliques par électropho- rèse à l'aide de l'oxyde métallique hydraté et en frittant finalement la structure pour former un corps métallique concentra, de qualité uniforme et de composition connue.
En général, il peut être fait usage de toute matière finement divisée qui est inerte envers les solvants employés
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et n'affecte pas les propriétés cataphorétiques de l'oxyde hydraté.d'activation, dans la formation de compositions de revêtement en vue d'obtenir des couches ou pellicules de matrice consistantes sur un Blâment ou une matière de base quelconque . Bans cette catégorie on peut mentionner des substances en poudre, telles que la cellulose, les résines naturelles et synthétiques, les pigments, les ver- nis,, et fluides visqueux, tels que les laques et autres finis, si ceux-ci peuvent être obtenus sous forme d'émul- sions stables.
Les avantages des procédés et des matières employées dans ces procédés comparés à ceux des autres techniques, dépendent quelque peu de l'application particulière. En général, étant donné la qualité supérieure et la constance des résultats que l'on peut obtenir avec un minimum d'a- dresse de la part de l'opérateur et la stabilité de l'élec- trolyte lorsqu'il est exposé à l'air, la composition propo- sée semble être indiquée pour un rendement maximum dans la production rapide d'un dépôt par les procédés cataphoréti- ques , là où d'autres procédés de revêtement sont défi- cients ou dispendieux.
En comparaison de l'électroplacage, le revêtement cataphorétique a l'avantage d'une formation rapide d'un revêtement d'épaisseur voulue et d'une consom- mation de courant presque négligeable , Il offre un type différent de surface que l'on peut modifier pour se rappro- cher de celui que l'on obtient dans le placage par un traitement de frittage approprié subséquent. Dans maintes applications toutefois, les deux procédés ne pourront pas être employés indifféremment .
Bien que les revêtements appliqués Conformément à cette invention contiennent une faible proportion d'oxyde hydraté employé dans le mélange, cette limitation inhérente peut être sans importance dans de nombreuses applications ,alors que dans d'autres, il est nécessaire de ohoisir l'oxyde
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hydrata d'aotivation en tenant compta des propriétés du revêtement final, Toutefois, si l'on doit soumettre l'élément revêtu à un traitement thermique subséquent, soit pour fritter le revêtement, soit pour transformer le composé dans de l'hydrogène, les effets de la matière de départ dans l'éleo, trolyte ne se font pas sentir d'une manière préjudiciable..
En outre, là où le traitement thermique est praticable, la solidité mécanique du revêtement peut être ordinairement mise à l'épreuve dans une mesure désirée quelconque, dans les limites Empesées par celle de la matière de base.
REVENDICATIONS.
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1. Procédé pour la production par électrophorèse d'un dépôt en partant d'une suspension de revêtement sur une base immergée comme cathode dans une suspension de revêtement dans laquelle est également immergée une anode, la suspen- sion de revêtement comprenant un solvant polaire, un oxyde métallique hydraté d'aCtivation et une matière insoluble inerte finement divisée, les matières solides provenant de la suspension étant déposées sur la base sous un faible potentiel de polarité appropriée.