BE1003160A5 - Incorporation de filaments ceramiques long dans une matrice metallique en vue d'obtenir un fil supraconducteur composite. - Google Patents
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Abstract
Des filaments céramiques ou métalliques recouverts d'un film de céramique supraconductrice, lui-même recouvert d'un dépôt métallique (2) sont assemblés par toronnage ou tressage. Au point d'assemblage (6), on incorpore (5) de la poudre métallique (1) ou un dépôt galvanique de métal. Ce toron (8) passe ensuite par une opération de laminage/tréfilage de calibration et/ou de traitement thermique pour fixer le dépôt métallique dans le toron (figure 1 et 3). Une deuxième opération d'assemblage à partir des torons (2) (fig 2) simillaire à la première avec incorporation (5) de métal en poudre (1) ou par voie galvanique permet d'obtenir un assemblage (8) qui est gainé de manière étanche par rubannage (10) d'un ruban (12) recouvert d'un alliage à bas point de fusion, lequel est fondu par traitement thermique (13). L'ensemble sous cette gaine étanche est ensuite consolidé par un traitement de compression isotatique à chaud.
Description
Incorporation de filaments céramiques long dans une matrice métallique en vue d'obtenir un fil . supraconducteur composite. Introduction : Les produits supraconducteurs à haute température <EMI ID=1.1> céramiques qu'il est difficile d'obtenir en filament de petit diamètre (de l'ordre de 10 um) et qui sont extrêmement fragiles. La présente invention consiste en un procédé destiné à incorporer des filaments céramiques supraconducteurs dans une matrice métallique servant entre autre, de stabilisateur thermique, de stabilisateur électrique, de renforcement et de protection mécanique. Description du procédé. 1.. Le matériaux de base entrant dans le procédé consiste en un filament mince de 1 à 50 microns environs (métallique ou céramique par exemple) recouvrert d'un film mince de céramique supraconductrice. Le procédé de fabrication de tels filaments avec recouvrement de céramique supraconductrice ne fait pas partie de la présente invention. 2.. Recouvrement du filament obtenu en 1 par un . matériau bon conducteur (Al, Ag, Cu par exemple) en utilisant, par exemple, le dépôt par vaporisation sous vide, ou la pulvérisation au plasma, etc.. Le diamètre du filament ainsi obtenu se situe alors entre 1 et 50 microns. La couche métallique sert à la fois de protection et de couche liaison entre la future matrice métallique et le filament. Le filament est enroulé sur .0 des bobines (2). 3.. Assemblage par toronnage d'un certain nombre (de 30 à 50 par exemple) de ces filaments pour former un toron (voir figure 1 présentant un moyen possible pour obtenir un tel toron : les bobines (2) sont maintenues fixes dans l'espace. Tous les filaments convergent vers le point d'assemblage (6) à travers les guides (4). La combinaison des rotations Wl et W2 de la réception tournante (9) donne le pas de toronnage. D'autres procèdes utilisants des tornneuses de différents types tels que toronneuse à cage, à lyre, etc ... peuvent être utilisées). Au point d'assemblage où convergent tous ces filaments (6), on incorpore (5) une poudre métallique (1) de même composition ou d'une autre composition que le recouvrement des fibres décrits en point 2. Cette poudre constituera ultériement la matrice métallique. Elle peut être mélangée à un liant destiné à immobiliser la poudre entre les filaments formant le toron. Une variante sera d'incorporer ce métal par phase liquide ou par dépôt galvanique (voir figure 3),ou d'incorporer une poudre métallique de composition chimique différente. 4.. Le toron (8) passe ensuite par une opération de laminage/tréfilage de calibration (7) et / ou traitement thermique (7) pour fixer la poudre métallique dans le toron. Le toron (8)est ensuite enroulé sur une bobine de diamètre adéquat (9). (voir figure 1). 5.. Assemblage par toronnage d'un certain nombre (de 30 à 50 torons par exemple) de torons obtenus aux opérations 3 et 4 avec incorporation d'une poudre métallique dans les mêmes conditions qu'au point 3 (voir fig.2). 6.. Traitement par laminage suivi ou non d'un tréfilage de calibration (ou compaction) (7) et/ou traitement thermique pour fixer la poudre métallique dans les torons. 7.. Rubannage du toron obtenu au point 6 au moyen d'un ruban- métallique mince (12) recouvert sur une ou deux faces d'un métal ou d'un alliage métallique à bas point. de fusion (température de fusion du -métal ou de l'alliage -inférieur à celle du ruban métallique). Le rubannage sera déposé de manière à ce qu' un recouvrement soit ménagé entre chaque spire (10). Les opérations 5 à 7 sont illustrées à la figure 2. 8.. Le produit rubanné passe ensuite par un traitement thermique (13) destiné à faire fondre le film de métal à bas-point de fusion défini au point 7, pour solidariser les spires de ruban entre elles et établir l'étanchéité entre: a) le volume intérieur rubanné contenant la poudre métallique et les torons de filaments céramiques, b) le monde extérieur. Le produit ainsi obtenu est ensuite enroulé sur une bobine et les 2 extrémités sont obturées au moyen de capuchons métalliques brasés. La combinaison des rotations Wl, W2 et W3 donne les différents pas d'assemblage et de rubannage. 9.. Traitement par le procédé bien connu de compression isostatique à chaud du produit obtenu suivant un cycle de pressions et de températures adéquat pour permettre à la poudre métallique (ou au métal déposé par un des procédés décrits en 3) emprisonnée dans la gaine rubannée de se consolider avec le recouvrement des fibres. On obtient ainsi un fil métallique composite contenant des fibres céramiques supraconductrices, le tout gainé par un matériau éventuellement moins bon conducteur de l'électricité à basse température afin de diminuer les transferts de courant entre fils lorsque plusieurs de ces fils sont rassemblés en câble. Revendications 1.. Le dépôt d'une couche métallique (en Ag par exemple) autour d'un filament mince ( de l'ordre de 10 microns ) recouvert au préalable par un film supraconducteur céramique. 2.. L'assemblage d'un certain nombre de ces fibres (1) en torons (8 fig.l) dans lequel on incorpore (5) une poudre métallique (1) avec ou sans liant de même nature que le recouvrement utilisé au point 1.
Claims (1)
- 3.. Le procédé selon revendication 2 utilisant une poudre métallique de nature différente de celle du recouvrement utilisé au point 1.4.. Le procédé selon revendication 2 et 3 utilisant un métal fondu en lieu et place de la poudre.5.. Le procédé selon revendication 2 et 3 utilisant un dépôt galvanique suivant figure6.. L'assemblage d'un certain nombre de ces torons (fig.2) avec incorporation (5) de poudre métallique (1), de métal fondu ou de dépôt galvanique suivant le même principe que celui exposé au point 2 à 5.7.. Le rubannage avec recouvrement (10) du toron obtenu en par un ruban métallique (12) recouvert sur une ou faces d'un métal ou alliage à bas point de fusion. Le produit sera ensuite traité thermiquement (13) de manière à obtenir une gaine étanche autour de l'assemblage toronné.8.. Le traitement de mise sous pression isostatique à chaud du produit obtenu en 7 de manière à consolider la poudre métallique (ou le métal fondu déposé, ou le dépôt galvanique) avec le dépôt métallique effectué sur les filaments supraconducteurs intérieurs à la gaine rubannée. <EMI ID=2.1>comme gaine peu conductrice du courant à basses températures pour diminuer le transfert de courant de fils à fils par couplage électromagnétique lorsque plusieurs fils obtenus par la procédure 1 à 8 sont utilisés en un câble toronné.
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1988
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