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On a déjà proposé de préparer des gels de.fluorures alcalino-terreux, en particulier des fluorures de calcium, de magnésium et de strontium, à partir d'une dispersion de ces fluorures dans un liquide polaire tel que l'eau, en ajoutant à cette dispersion des ions déterminant le potentiel, ce qui augmente la charge superficielle des particules dispersées et, dans cet état, la formation de gels se produit.
Des ions déterminant le potentiel, permettant de faire passer ces fluorures à l'état de gels, sont les cations de la substance dispersée ou des cations qui peuvent remplacer les premiers à la surface des particules ou dans le réseau cristallin de la substance dont sont constituées les particules. A titre d'exemple de composés comportant en solution des ions déterminant
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le potentiel, il y a lieu de mentionner; les chlorures de calcium, de magnésium, de zinc, de strontium, de cadmium et de baryum, ainsi que le nitrate de magnésium.
Un choix judicieux de la quantité d'eau dans laquelle est dispersée la poudre de fluorure alcalino-terreux, fournit des liquides sirupeux jusqu'à des produits vaselineux, dont on peut évaporer l'eau et qui peuvent être utilisés avantageusement comme liant pour des composants pulvérulents pour la fixation d'objets, l'application de couches de poudre, par exemple sur du verre, de la céramique ou du métal et pour des applications analogues.
L'invention permet de réaliser ces gels de manière à mieux les approprier à de telles applications; elle est carac- térisé en ce que l'on utilise comme composé de cations déterminant le potentiel, un permanganate alcalino-terreux.
Les nitrates, et en particulier, les chlorures utilisés dans un liant présentent souvent des effets secondaires gênants.
C'est ainsi que de nombreux métaux, en particulier le fer, sont corrodés par les liants contenant du chlorure. Les chlorures alcalino-terreux et les nitrates alcalino-terreux chauffés dé- gagent des vapeurs nuisibles pour la santé. La Demanderesse a constaté que les permanganates alcalino-terreux conviennent par- ticulièrement bien à amener les dispersions de fluorures alcalino- terreux à l'état de gel.
De nombreux métaux sont indifférents pour ces permanganates et les particules de fer mises en contact avec ces permanganates ne se rouillent pas:
Pendant le chauffage des gels conformes à l'invention, les permanganates alcalino-terreux qu'ils contiennent se dé- composent sans porter atteinte à l'effet liant du fluorure alcalino terreux et on obtient un produit non hygroscopique ou guère hygro- @ scopique, sans que la masse se rétrécisse d'une manière notable.
La température à laquelle peut s'effectuer cette dé- composition est assez basse ; le permanganate de calcium,
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la température de décomposition est d'environ 145 C.
En mélangeant le liant conforme à l'invention avec un produit pulvérulent et en donnant à ce mélange sa forme désirée pour le chauffer ensuite à une température supérieure à la température de décomposition du permanganate alcalino-terreux utilisé, on obtient un objet de couleur foncée dont la résis- tance mécanique et l'aspect extérieur correspondent à ceux de la céramique, qui résiste à l'eau et qui résiste convenablement au chauffage. Un produit pulvérulent approprié est,'par exemple, de la poudre de fluorure alcalino-terreux minérale dont on peut réaliser un objet exempt de silicate, à grande résistance chimique.
Dans le choix des produits amenés en contact avec le liant, il faut tenir compte de l'effet oxydant du permanganate. Aussi de nombreux produits organiques, tels que les alcools, ne se prêtent- ils pas à l'utilisation conforme à l'invention.
D'une façon générale, le permanganate de calcium convient le mieux pour cette application. Le permanganate de baryum provoque pour de nombreuses applica.tion une transformation en gel insuf- fisante du fluorure alcalino-terreux. Les permanganates de magné- sium et de strontium conviennent également pour faire passer les dispersions de fluorures alcalino-terreux à l'état de gel. Toute- fois, ces permanganates'sont moins stables que le permanganate de calcium, de sorte qu'il peut se produire plus facilement une dé- composition prématurée pendant la préparation des gels.
On a déjà proposé d'utiliser des gels de fluorures alcalino-terreux comme'liants pour la préparation de matières appelées à former le laitier dans la soudure à l'arc, et en particulier comme enrobage pour les électrodes de soudure, mais l'emploi de nitrater comme composants de tels liants pré- sente l'inconvénient quïlse forme de l'azote et des oxydes d'azote pendant le soudage, ce qui fournit bien souvent une soudure fragile Les chlorures, qui sont notablement plus volatils que les fluorures
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présentent le phénomène connu d'extinction darc qui est égale- ment provoqué'-)dans une mesure moindre, par les fluorures, de sorte qu'il est difficile de souder avec du courant alternatif à l'aide d'une matière appelée à former le laitier, comportant de tels liants.
De plus, ces matières appelées à former le laitier @ sont hygroscopiques, de sorte que l'expédition, le stockage et l'emploi requièrent des précautions, qui sont parfois coûteuses, par exemple l'emploi d'emballages imperméables à l'humidité ou le chauffage de la matière directement avant l'emploi. Comme on le sait l'humidité lorsqu'elle est retenue pâr l'enrobage, exerce une in- fluence néfaste sur la qualité d'une soudure, qui est obtenue avec l'emploi d'une matière, appelée à former le laitier, contenant un fluorure.
Etant donné que, sous l'effet d'un chauffage modéré, les permanganates alcalino-terreux se décomposent en composés non-hygroscopiques( le permanganate de calcium se transforme en dioxyde de manganèse, en manganite de calcium et en oxygène), on obtient une manière d'enrobage non-hygroscopique pour autant que l'on n'utilise pas de composés hygroscopiques dans la com- position de la matière formant le laitier. On peut d'ailleurs facilement éviter cet emploi.
Des mélanges appelés à former le laitier appropriés sont constitués par exemple par du carbonate de calcium, du silicate, des poudres métalliques et un gel de fluorure conforme à l'invention. Ils peuvent éventuellement contenir aussi des oxydes de titane, du quartz, etc.
Parmi ces substances, le silicate se rencontre dans une forme quelque peu hygroscopique (kaolin, bentonite) qui est utilisée pour assurer à la matière une consistance qui facilite le moulage.
Une aptitude au moulage appropriée s'obtient également
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en dosant le gel de fluorure alcalino-terreux, qui fait en même temps office de liant, ce qui permet d'utiliser'des silicates non-hygroscopiques. On peut préparer des matières appelées à former le laitier exemptes de quartz et de silicate, ce qui est important pour la soudure d'alliages métalliques qui ont tendance @ à réduire,pendant le soudage, les silicates en silicium, de sorte que la teneur en silicium de la soudure pourraitatteindre une valeur inadmissible.
Pour la préparation des gels, on peut utiliser tant des fluorures alcalino-terreux,-moulus fins, que des fluorures pré- cipités, bien que l'effet de liant et de collage des fluorures alcalino-terreux précipités soit souvent plus grand. Une dis- persion de fluorure alcalino-terreux appropriée, fournissant un gel concentré après l'addition de permanganate alcalino- terreux, s'obtient en ajoutant à la poudre de carbonate alca- lino-terreux ou à la poudre d'hydroxyde alcalino-terreux, de l'acide fluorhydrique concentré.
La quantité de permanganete alcalino-terreux qui est utilisée dans les gels conformes à l'invention, devra, dans la plupart des cas, comporter 10 à 30% de la quantité de fluorure alcalino-terreux et la quantité d'eau sera., de préférence, com- prise entre 2 et 11/2 fois le poids en fluorure.
Les exemples ci-dessous illustrent des formes de réali- sation de l'invention.
EXEMPLE 1.-
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On agite 100 g d'une poudre de séchage, constituée par du fluorure de calcium précipité, avec 100 ml d'une solution de 28,5 g de permanganate de calcium 5 Aq. dans l'eau.
Après quelques minutes, il se forme une substance vase- lineuse consistante.
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EXEMPLE 2.- -
On obtient également un liant conforme à l'invention en faisant agir sur 1015 g de carbonate de calcium en poudre 950 g d'une solution fluorhydrique à 42% et après que le liquide ne présente plus qu'une faible acidité, on ajoute à l'ensemble obtenu une solution de 142 g de permangante de calcium 5 aq. dissous dans 107 ml d'eau..
Lorsqu'on agite la suspension pendant une heure, on obtient une pâte vaselineuse. Par dilution avecdel'eau, on peut amener la consistance à la valeur désirée.
On obtient une même pâte lorsqu'on ajoute 143 g de permanganate de magnésium 6 Aq, dissous dans 110 ml d'eau au lieu d'une solution de permangante de calcium. Toutefois, la formation complète de gel requiert alors 1 à 2 jours.
EXEMPLE 3.
Lorsqu'on ajoute à 190 g de carbonate de calcium en poudre 178 g d'une solution fluorhydrique à 42% et que l'on fait réagir sur le produit de réaction une solution de 24 g de per- manganate de strontium dans 35 ml d'eau que l'on agite pendant une heure, et qu'on laisse reposer pendant une nuit, on obtient une pâte approximativement de même consistance.
Dans ces exemples, le carbonate ,de calcium peut égale- ment être remplacé par du carbonate de strontium et du carbonate de magnésium, mais le gel de fluorure de magnésium donne alors de moins beaux résultats.
EXEMPLE 4. -
On peut utiliser cette substance comme liant en l'agitant ou en la pétrissant avec des minerais, des métaux et des produits chimiques pulvérulents. En extrudant un mélange de 100 g de gel de l'exemple 1 avec 250 g de fluorure de calcium minéral sous forme d'un tube et en chauffant à 200 C, on obtient
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un tube présentant l'as de la céramique, de coloration foncée, et de même résistance .mécanique ou supérieure même, ab- solument résistante à l'eau, ne comportant pas de silicate et résistant convenablement à la chaleur.
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Dans une matrice à diamètre extérieur de 32 mm, on comprime un cylindre de la matière dont est fait le tube de l'exemple 4. La hauteur du cylindre est de 30,5 mm. Les dimen- sions du cylindre à la température ambiante normale ne sont réduites que de 0,1 mm après 'un séchage à l'air et un chauffage lent jusqu'à 650 C, température à laquelle le cylindre a été maintenu pendant une heure.
EXEMPLE 6.-
Une matière propre à former le laitier est obtenue par exemple en pétrissant 40 g de la pâte de liant avec 70 g de carbonate de calcium sous forme de spath calcaire moulu, 6 g de poudre de ferromanganèse (80% du Mn), 10 g de ferrosilicium (45% de Si), 15 g de quartz moulu et 25 g de spath fluor moulu.
On en enrobe.un fil de fer. L'épaisseur du fil est de 4 mm., tandis, que l'épaisseur du fil enrobé est de 6,4 mm.
Ensuite, on sèche l'enrobage de couleur violette et l'on chauffe pendant une heure à 350 C. La couleur.est alors brun noir.
A titre de comparaison, on a réalisé une électrode de soudure correspondante dans laquelle, pour la préparation du gel, le permanganate de calcium était rempla.cé par 8,5 g de chlorure de calcium. On réalisa une troisième électrode de soudure en utilisant 30 g d'une solution de soude caustique (34%) et 45 g de spath fluor pulvérisé pour remplacer le gel de fluorure de calcium, .alors que l'on n'utilise que 5 g de quartz. Les trois baguettes furent conservées pendant quatre jours dans un espace
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maintenu à une température de 40 C et à degré hygrométrique de 43%.
La teneur en humidité (rapportée au poids de l'enrobage) était,avant l'introduction des électrodes dans cet espace, pour la première électrode 0,45% et pour les deux autres 0,50%, alors qu'âpres 4 jours de séjour dans ledit espace, cette teneur était respectivement de 0,70, 2,3% et 2,2%.
L'enrobage de la seconde électrode de soudure se détachait quelque peu. Cette électrode ne se prêtait pas au soudage à tension à vide de 80 V courant alternatif. Sous une tension alternative de 100 V,le soudage était encore difficile et l'arc était très irrégulier. Par contre, l'enrobage de la première électrode était encore très robuste, la soudure à tension alternative à vide de 80 V ne suscitait aucune diffi- culté et on obtenait une belle soudure.
Les soudures obtenues à l'aide de la troisième électrode étaient nettement poreuses. Lorsqu'on réalisa la seconde électro- de après l'incorporation de poudre de fer dans la composition de l'enrobage cette poudre était fortement sujette à corrosion, con- trairement à l'électrode réalisée d'une manière analogue à la pre- mière électrode avec addition de poudre de fer à la matière appe- lée à former le laitier.