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On sait mettre le mica, par calcination et traite- ment ultérieur par un acide,dans un état tel qu'il est possible de le transformer, au moyen d'une addition con- venable de liquide, en une pulpe de mica qui peut être façonnée, de façon analogue à la pâte à papier, en feuil- les, plaques, corps moulés, etc... On dépose par exemple la pulpe de mica en couches plus ou moins épaisses sur des tamis, de façon que le liquide puisse s'égoutter ou s'évaporer comme cela est usuel dans l'industrie du pa- pier. Mais on peut aussi traiter cette pulpe, comme la barbotine dans la fabrication de la porcelaine, au moyen de moules absorbants.
Toutefois, dans ces procédés et dans les procédés analogues, la formation de la couche ses
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réalise en dernière analyse par le fait que le liquide contenu dans la pulpe s'élimine à travers les pores ou les trous d'une couche-support quelconque et que, par suite, les particules fines de mica restent sur le sup- port. Sur des corps métalliques non poreux et ne formant pas des tamis, on n'a pas pu jusqu'ici réaliser une cou- - che de mica suffisamment adhérente.
L'invention concerne un procédé nouveau pour la fa- brication de couches de mica à partir d'une pulpe de mica, procédé que l'on peut utiliser également dans le cas de supports métalliques à surface compacte; il est possible, en particulier, de réaliser ainsi de façon simple des cou- ches de mica très minces et bien régulières.
Conformément à l'invention, les particules de mica sont déposées sur une électrode par électrophorèse. Jus- ,qu'à présent, on ne connaissait pas l'électrophorèse pour ce mode de traitement du mica. Toutefois, on l'a utilisée par exemple pour extraire des liquides à partir de matiè- res absorbantes ou gonflables, ou pour déposer les matiè- res autres que le mica, à partir de rouillies, de suspen- sions, d'émulsions, etc...
Dans ce qui suit, on va exposer l'invention en se référant à un exemple de réalisation non limitatif. Dans l'électrophorèse de la pulpe de mica, on'opère par exemple sous une tension continue d'environ 200 à 300 volts ou davantage, suivant la forme et les dimensions du corps sur lequel on doit déposer la couche de mica, et cela avec une densité de courant qui se situe environ entre 20 et 50 mA/em2. On obtient ainsi, pendant une durée d'environ 10 à 30 secondes, suivant la nature de l'agent de dispersion et suivant la proportion des additions qui seront encore indiquées ci-après, une couche de mica mince bien cohéren- te, d'une épaisseur de 1/5 à 1/2 mm par exemple. Cette cou-
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che suffit pour beaucoup d'applications, par exemple pour l'isolement électrique de conducteurs.
La pulpe de mica est réglée, par addition ou par tout autre moyen connu, de préférence à un pH de 5 à 6. Il est recommandable d'opé- rer avec une pulpe aqueuse et des additions aqueuses. Tou- tefois, on peut aussi utiliser comme agents de dispersion des alcools ou des cétones. Les mélanges aqueux de ces ma- tières, par exemple avec 30% d'eau, sont toutefois, en gé- néral, plus avantageux que les alcools purs ou les cétones pures. Ces additions d'alcool, de cétone ou de corps ana- logues doivent servir avant tout à réduire la conductibi- lité de l'agent de dispersion, c'est-à-dire par exemple de l'eau, et à éliminer les effets parasites électrolyti- ques nuisibles.
Les particules de mica. déposées adhèrent relative- ment bien les unes aux autres, comme le font les fibres de papier dans la fabrication du papier, mais dans certains cas il est toutefois préférable d'augmenter l'adhérence par addition d'un liant. On ajoute ce liant à l'agent de dispersion. Il doit être d'une nature telle qu'il ne por- te aucun préjudice à la stabilité de la dispersion. Si les couches de mica déposées doivent ultérieurement supporter des températures assez élevées, on utilise des liants sup- portant des températures correspondantes, soit par exemple une émulsion aqueuse de résines de silicone, soit une sus- pension alcoolique de caoutchouc silicone.
Naturellement, on peut aussi, au lieu de silicones, utiliser des asters siliciques correspondants ou des émulsions de combinaisons fluorées, telles qu'on en connaît pour réaliser des isole- ments électriques d'une stabilité thermique élevée. De mê- me, la silice colloïdale est, dans certains cas, appropriée comme liant.
Le rapport quantitatif des particules de mica à l'agent de dispersion et aux liants peut varier entre des limites relativement larges, suivant les besoins et suivant la qualité désirée pour le dépt. Ainsi, par exem
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ple, on peut aussi utiliser un mélange de 50% de pulpe aqueuse de mica et de 50% d'une émulsion de résine dans l'eau, le rapport quantitatif entre la pulpe et l'émulsion de résine étant soumis essentiellement à la condition que le pH soit compris entre 5 et 6.
Comme, après la précipi- tation de quantités importantes, le bain s'appauvrit de plus en plus en particules de mica et en liant, il est né- cessaire de le renouveler à intervalles de temps détermi- nés, ou d'ajouter ces matières de temps en temps en quanti. té convenable.
Le précipité ainsi obtenu est déjà approprié à dif- férents buts, notamment lorsqu'on le traite ensuite par un vernis ou un agent d'imprégnation, ou bien lorsque le corps recouvert d'une couche'de mica est enrobé dans une masse obtenue par coulée, par coulée sous pression, à la presse ou par injection, ou bien lorsque des corps munis de cou- 'ches de ce genre sont empilés d'une manière serrée comme cela est courant par exemple dans le cas des condensateur s.
Toutefois, il sera généralement préférable d'augmenter la solidité et l'adhérence de la couche de dép8t par un trai- tement thermique spécial. Le frittage ne réussit pas dans les couches de mica de ce genre. Pour remédier à ce défaut, on peut effectuer le traitement par la chaleur en présence de matières qui s'accrochent à la surface des particules de mica et les relient les unes aux autres par effet col- loïdal ou par une action chimique superficielle, sans agir en profondeur sur les particules de mica. Ainsi, par exem- ple, on peut traiter par la chaleur le dép8t pendant envi- ron une heure à 500 C, avec action simultanée d'acide phos- phorique à 10% ou de vapeurs d'acide phosphorique.
Une propriété du champ électrique est de se concen- trer sur les arêtes, et sur les pointes. En conséquence, dans les corps présentant-des arétes ou des pointes, il se
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formera surdes saillies prononcées un dépôt plus compact que dans les autres régions. D'autre part, dans la fabrica- tion de couches de mica au moyen de moules absorbants, l'effet absorbant sur les saillies est plus petit que dans d'autres régions, et par suite, on obtient sur les saillies une épaisseur de couche plus mince.
On emploiera donc dans les corps à surface inégale les deux procédés en utilisant une électrode absorbante, qui est toujours l'anode, car les particules de mica migrent avec les électrons et, par suite par exemple, une électrode en métal poreux ou en toile métallique, dont les cavités sont mises sous dépres- sion.
Si le dépôt doit'rester fortement adhérent sur l'é- lectrode, soit par exemple sur un conducteur, on veillera à ce qu'il ne se forme pas sur la surface du conducteur des couches d'oxyde ou d'hydroxyde facilement détachable ou colloïdales. Ce résultat peut être obtenu par un réglage convenable de l'agent de dispersion. Sur le fer et sur le nickel, une couche d'oxyde qui se forme éventuellement ad- hère bien, et par suite la couche de mica adhérera bien sur ces métaux. Mais si les conducteurs doivent être for- més d'autres métaux, par exemple de ouivre, il est néces- saire d'empêcher ou de limiter la formation de la couche d'oxyde. Toutefois on peut déposer sur ces autres métaux, avant le dép8t du mica, une couche mince de fer ou de ni- ckel.
Mais lorsqu'il s'agit de réaliser des corps de mica à parois minces non soutenues, on cherche à favoriser d'au- tre part la formation d'une couche d'oxyde facilement dé- tachable ou colloïdale, et l'on choisit des métaux parti- culièrement appropriés au but mentionné. On peut ensuite séparer facilement le dépôt du corps métallique, avant ou après le traitement par la chaleur.
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Autres exemples Exemple 1 : Dans une pulpe aqueuse de mica de pH =
5,8, on introduit une cathode cylindrique en fer de 20 mm. de diamètre, et un fil de fer de 0,5 mm de diamètre comme anode. Si l'on fait agir un courant continu sous une ten- sion de 200 volts avec une densité de courant de 30 mA/cm2 pendant 10 secondes, on obtient sur le fil une couche de mica de 0,5 mm d'épaisseur qui, après séchage, forme un' revêtement solide.
Exemple 2 - Dans une pulpe aqueuse de mica à 50% avec addition d'une émulsion aqueuse de résine de silicone à. 50% en quantité telle que l'on obtienne un pH = 5,4, on peut agir sur des électrodes de cuivre présentant les di- mensions et formes indiquées précédemment, pendant 15 se- condes, une tension continue de 200 volts avec une densité de courant de 80 mA/cm2. Sur l'anode il se constitue de 'nouveau un revêtement de 0,5 mm d'épaisseur et de bonne adhérence.
Exemple 3 - Si l'on introduit de la poudre de mica, appropriée à la fabrication d'une pulpe, dans du diacétone- alcool à 70% et si on fait agir sur le montage de l'élec- trode décrite ci-dessus une tension continue de 300 volts avec une densité de courant de 70 mA/cm2 pendant 30 secon- des, on obtient une couche de 0,2 mm d'épaisseur. On badi- geonne cette couche, et après l'évaporation du solvant, c'est-à-dire de l'alcool, avec de l'acide phosphorique à.
10% et on traite ensuite par la chaleur à 500 0 pendant une heure.
Dans certaines conditions, il est recommandable, pour le traitement par électrophorèse, d'utiliser une pul- pe chaude, d'une température par exemple de 60 à 80 C, ou bien d'utiliser comme liquide de suspension, en plus ou au lieu de l'eau, un liquide possédant un point d'ébullition notablement inférieur à celui de l'eau et tel par exemple
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qu'un alcool. En plus du mica, la pulpe peut aussi contenir de l'amiante ou un produit analogue finement divisé. On ob- tient par ce moyen différents avantages.
La durée de sécha- ge est fortement diminuée, car le liquide de suspension, lors de l'enlèvement du corps qui supporte le revêtement, 's'évapore rapidement notamment lorsqu'il s'agit de couches minces.De plus le temps pendant lequel l'eau peut agir sur la surface des électrodes est notabelement diminué, car ce temps est conditionné principalement par le processus de séchage; en effet le dép8t par électrophorèse, notamment dans la fa- brication de couches minces, n'exige qu'un temps très court.
Grâce à la diminution de la durée de présence de l'eau, on abrège, notamment en utilisant pour les électrodes des mé- taux sensibles, la durée d'attaque de la surface du métal, et on diminue l'action du métal ou de l'oxyde métallique ,dissous sur la face de la couche située en regard du métal.
Dans le cas de différents métaux, cet effet diminue l'adhé- rence de la couche de mica. Enfin, par l'utilisation d'ne suspension chaude, on obtient encore un autre avantage : en particulier dans le revêtement avec du mica par élec- trophorèse d'éléments de très grande longueur, le liquide encore présent en grande abondance, a tendance à se réunir et à s'écouler en gouttes, en entraînant une partie du mi- ca déposé. Ce fait préjudicie à la régularité de la couche.
L'utilisation de bains chauffés à haute température provo- que immédiatement une rapide évaporation, et la formation de gouttes séparées est empêchée. Pour diminuer encore davantage, notamment dans le cas de revêtements assez épais, la durée de séchage et la durée de réaction, on peut placer sous vide les éléments sortis du bain ou les exposer à un courant de gaz sec et chaud, ou encore les soumettre à un chauffage par infra-rouge, ou à haute fréquence, etc...
Mais on peut également opérer avec des bains froids et sou- mettre les éléments à recouvrir à un chauffage préalable
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dans des fours de préchauffage,à une température pouvant atteindre 100 C. Si l'électrophorèse s'opère dans une cham- bre sous pression, on peut également utiliser des tempéra- tures encore plus élevées, c'est-à-dire des températures pouvant dépasser 100 C.
On a observé que dans les dépôts par électrophorèse d'une pulpe qui contient également des particules de mica plus grossières, les revêtements ont tendance à former des plis et à prendre une surface ridée, évidemment à raison du fait que la couche de mica s'étire un peu au séchage sui- vant la direction de la couche. Cette constatation est va- lable notamment pour la surface extérieure de la couche.
Or, on peut ajouter également à la pulpe un colloî- de protecteur minéral. Les colloïdes de ce genre, ont géné- ralement la propriété de se rétrécir en perdant de l'eau.
'Par suite on peut, par un mélange correct du mica et du colloïde protecteur dans la pulpe, compenser exactement le retrait et l'allongement lors du séchage de la couche ainsi que faire prédominer le retrait où l'allongement suivant un degré déterminé, désiré.
Par ce moyen on obtient par exemple une couche exempte de rides en ajoutant à la pulpe dà mica environ 25% de pulpe de bentonite à 10%. Si l'on augmente le pour- centage en bentonite, le retrait prédomine sur l'allonge- ment. Une pulpe de bentonite pure formerait des crevasses au séchage.
On peut utiliser une pulpe de mica contenant des particules de mica si petites que la couche déposée ne se détache plus, même sans utilisation de liants. Les particu- les de. mica, qui peuvent d'ailleurs contenir aussi des par.. ticules d'amiante ¯au de produits analogues, ont alors une dimension inférieure à 1 Le meilleur liquide de suspen- sion à utiliser est l'eau distillée. La couche déposée pré- sente après le séchage un aspect analogue à celui d'u couche de vernis. Elle peut¯encore être protégée en part
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culier contre l'usure ou les actions analogues par un re- vêtement constitué par un vernis stable à la chaleur.
On peut préparer une pulpe destinée à la mise en oeuvre de ce procédé en calcinant le mica, de préférence de la muscovite, à 780 C pendant environ 1 heure, en le mettant ensuite soit à l'état encore chaud, soit à froid, dans de l'eau 'distillée présentant un pH inférieur à 6 et en le pulvérisant dans cette eau par exemple avec un dé- sintégrateur à grande vitesse (12.000 tours minute). Toute- fois, la pulvérisation peut encore se faire d'autres fa- çons. Ensuite, on laisse le tout reposer quelque temps.
Les particules les plu grossières se séparant sur le fond,
Les particules les moins grossières restent en suspension dans la partie inférieure du récipient. Dans la partie su- périeure du récipient se trouve une pulpe contenant des particules de mica de dimension inférieure à . Cette pulpe est soutirée. Le reste de la pulpe peut encore être soumis plusieurs fois . un traitement de division et au traitement précité par sédimentation, et à chaque phase la couche supérieure de pulpe qui renferme toujours les parti- cules les plus fines précitées peut être soutirée.
La pul- pe soutirée qui renferme une quantité d'eau relativement grande est épaissie par exemple par évaporation de l'eau et fournit dans l'électrophorèse les couches du genre d'un vernis décrites ci-dessus, couches qui ne se détachent plus, même après immersion dans l'eau.
,
Un avantage particulier de ceprocédé réside dans le fait que l'on peut préparer des couches très minces, mais cependant compactes, et que le procédé convient éga- lement pour les traitements en continu. On peut par exemple garnir des tôles magnétiques, des armatures de condensa- teur, en particulier des bandes continues de ces tôles, d'un revêtement très mince réfractaire et bon isolant élec- trique, qui est aussi lisse qu'une couche de vernis-
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On obtient aussi une couche de vernis d'excellente ' qualité en déposant, dans une première phase d'électropho- rèse, tout d'abord des particules de mica assez grossières de par exemple plusieurs , et en déposant sur cette cou- che par électrophorèse une couche de particules de mica très fines, conformément au procédé décrit ci-dessus.
Cet- . te couche de couverture protège également la couche sous- jacente contre l'effritement dans l'eau et lui confère une surface vernie plus lisse. La couche de fond, notamment dans l'utilisation de cuivre comme électrode, peut être dé.. tachée ultérieurement. On obtient alors une couche de mica sans support qui est rendue imperméable et est consolidée par la couche de couverture faite de particules très fines.
D'une façon générale, on peut de cette manière améliorer par le dépôt d'une couche de particules très fines des cou- ches de mica plus grossières qui sont préparées en continu sur une bande de matière filamenteuse, un cylindre, etc...
Dans certaines circonstances, on peut, après le retourne- ment de la couche grossière, répéter l'application du pro- cédé sur l'autre coté de la couche, de telle façon que l'on obtient une couche de mioa améliorée sur son deux faoes et qui peut être traitée de la façon usuelle comme une feuil- le mince de mica.
On-peut obtenir un résultat d'un genre particulier , dans la fabrication de ces couches isolantes. On peut, par exemple, obtenir une couche isolante empiétant sur un iso- lement voisin pour des organe.'conducteurs, des fils, etc*** Par exemple, si l'on plonge un conducteur isolé, mais dénu- dé a son extrémité, dans une pulpe de petites écailles de mica, de fibres fines d'amiante ou de produite analogues, suffisamment pour que la pulpe mouille également encore on partie la région isolée du conducteur, et si on précipite par électrophorèse la matière en suspension, le dépôt re- couvre encore, en plus de l'extrémité dénudée du oonduo- teur, l'isolement adjacent.
Il se produit alors un empièts-
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ment du dépôt sur l'isolement initial. Précisément cet,em- piètement est, du point de vue de la technique de l'isole- ment, extrêmement avantageux et désirable, car, part6e moyen, on empêche tout affaiblissement de l'isolement à la limite des deux genres d'isolement. Evidemment cet empiéte- ment est réalisé par le fait que les particules en suspen- sion se déposent, non seulement sur le métal dénudé, mais aussi dans la région des courants de fuite de l'isolement.
Il est avantageux également que, dans la région d'empiète- ment, l'isolement déposé' se raccorde graduellement à la pé- riphérie du conducteur isolé, et qu'on évite de ce fait des dép8ts en gradins.
Pour mieux faire comprendre l'économie générale de l'invention, on va'en décrire un certain nombre de modes de réalisation pris à titre d'exemples non limitatifs, en se référant au dessin annexé sur lequel :
La figure 1 représente un dispositif pour l'obten- tion d'un isolement de ce genre.
La figure 2 représente l'isolement d'une région dé- nudée du conducteur.
La figure 3 représente l'isolement d'une jonction de conducteur, réalisée par torsion et éventuellement par soudure.
Les figures 4 et 5 représentent sous différents as- pects une tête de bobine d'un enroulement à barres d'une machine éleotrique.
La figure 6 représente une jonction par bornes 'iso- lées.
La figure 7 représente un conducteur de chauffage bo- biné sur une lame de mica en partie avec, et en partie sans dépôt isolant.
Les figures 8 et 9 représentent deux vues différen- tes d'un thermo-plongeur, en partie en coupe.
La figure 10 représente une armature de plaque chauf- fante.
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Les figures 11 et 12 représentent un barreau chauf- fant.
Les figures 13 et 14 représentent un conducteur de chauffage bobiné sur une lame de mica.
Les figures 15 à 18 représentent en différentes vues, en partie en coupe, des chambres à arc pour interrupteurs.
La figure 19 représente en coupe une carcasse de bo- bine pour machine électrique.
La figure 20 représente un bottier pour appareil électrique.
Les figures 21 à 23 sont des exemples de supports de résistances chauffantes.
La figure 24 représente une tête de support d'élec- trodes pour lampe à arc.
La figure 25 représente une partie d'interrupteur.
La figure 26 représente en partie en coupe une pla- que de commutateur à échelons.
Sur la figure 1, un fil dénudé à son extrémité 1 et portant une couche isolante 3 plonge dans la pulpe de mica contenue dans un réservoir métallique 5.
Lors de l'application d'une tension continue aux bornes 6, le mica se dépose non seulement sur l'extrémité 'dénudée 1, mais aussi par exemple à la limite de l'isole- ment 3 et forme dans cette région en 7 une couche continue empiètant sur la couche isolante.
Sur la figure 2, la partie centrale 8 d'un conducteur
2 comportant des couches isolantes 3 est dénudée et traitée de la même façon que sur la figure 1. La couche isolante dé- posée 9 forme ainsi un manchon empiétant sur les couches isolantes 3. De cette façon on peut, par exemple, détermi- nef les points défectueux d'un câble et les améliorer.
Selon la figurd 3, les extrémités dénudées de deux con. ducteurs sont torsadées en 10 et éventuellement soudées en- tre elles. Ici également, dans le traitement par électro-
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phorèse, la totalité de la matière dénudée des conducteurs est enrobée avec recouvrement dans l'isolant adjacent 3 par un revêtement 11.
Sur les figures 4 et 5, les extrémités dénudées 12 de barres d'enroulement 13 isolées sur leurs autres parties et appartenant à une machine électrique, sont soudées dans un fourreau 14 de façon connue, par exemple par immersion dans un bain de soudure. En soi, il serait difficile d'iso- ler les régions dénudées des conducteurs, par exemple par rubanage ou par un procédé analogue, car dans l'enroulement d'une machine électrique, elles se trouvent relativement très près des zones de raccordement des barres voisines.
Conformément au procédé décrit, la confection de cet isole- ment difficile est considérablement facilitée, car il suffit de plonger les têtes de bobines situées sur les faces ter- minales de la machine, par exemple dans une auge annulaire remplie de pulpe de mica et de les traiter de la façon in- diquée ci-dessus. Il se produit alors automatiquement une couche isolante 15 sans défaut, enveloppant les régions dé- nudées et l'isolement adjacent.
Un avantage particulier du procédé oonforme à l'in- vention réside également dans le fait que, comme le montre la figure 6, il est possible d'isoler de façon parfaite, de la manière la plus simple et de tous côtés, par une gaine 18, un raccordement par bornes 16, y compris les angles et les saillies (voir par exemple les vis 17). On peut par ce procédé envelopper également les parties dénudées des pièces des bornes, c'est-à-dire des bornes noyées dans les éléments isolants, y compris les conducteurs de rac- cordement et on obtient ainsi l'avantage que la gaine re- couvre également les parties adjacentes' de la surface ex- térieure de la pièce isolante.
La figure 7 représente un fil chauffant 20 bobiné sur une lame de mica 19, fil qui, après l'électrophorèse (e@
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parer en particulier la partie droit de la figure), est enveloppé, en même temps que les parties adjacentes de la surface de la lame de mica, par des bourrelets isolants 21.
Par ce moyen, on réalise en même temps une fixation plus solide du conducteur sur la lame. De façon analogue, on .peut également envelopper des fils ou rubans résistants en- roulés sur des barres isolées destinées à des rhéostats, des démarreurs, etc... De même, on peut de cette façon, réaliser facilement un isolement sûr et stable à la cha- leur pour les résistances qui sont formées par exemple d'une couche résistante déposée sur un cylindre de porcelaine.
On peut, comme on l'a dit, munir des conducteurs chauffants ou résistants d'un revêtement du genre décrit.
Ils supportent, sans artifice spécial, les températures de chauffage usuelles qui se présentent dans le cas des pla- ques chauffantes, des thermoplongeurs, etc... L'avantage principal du revêtement décrit réside toutefois dans le fait que les conducteurs ainsi recouverts peuvent être fixés dans le métal par coulée ou par projection ou par un procédé analogue, car le revêtement est assez réfractaire et est immobilisé suffisamment pour ne pas être affecté même par le bain de métal en écoulement. Dans certaines conditions, il suffit d'une gaine métallique mince qui en- veloppe de toutes parts lerevêtement de mica et qui possè- de la résistance mécanique nécessaire. Il est recommandable de garder très mince le revêtement de mica, car il présen- te par lui-même une forte résistance aux actions électri- ques.
On réalise des revêtements très minces, mais toute- fois bien compacts, en laissant se déposer la pulpe de mi- ca avant l'électrophorèse puis en laissant écouler la par-' tie supérieure de la pulpe, et en éliminant par évapora- tion l'eau en excès. Les particules en suspension ont alors une dimension de 1 ou moins, et donnent par électropho- rèse un revêtement lisse, complètement compact analogue à un vernis, possédant une forte résistonce aux actions élec-
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triques, adhérant parfaitementau métal et ne s' écaillant mê- me pas au rouge.
Par les moyens ci-dessus, on obtient l'avantage que la résistance au passage de la chaleur du conducteur chauf-, fant jusqu'à la surface extérieure du revêtement métallique est notablement plus petite que dans les dispositifs de chauffage enrobés dans un métal et en usage jusqu'à pré- sent, et que précisément en raison de la fablesse de la résistance à la transmission de la chaleur et de la faible valeur de la chute de température qui en est la conséquence, on empêche un'échauffement trop fort des conducteurs de chauffage. D'autre part, les conducteurs chauffants de ce genre peuvent être fabriqués facilement, économiquement et simplement en toute forme désirée.
Naturellement, on peut, de la façon usitée jusqu'à présent, protéger par un revê- tement en tôle les fils revêtus par éléctrophorèse, les introduire dans des éléments métalliques, ou serrer join- tivement sur l'isolement du conducteur, par un procédé d'é- tirage ou de laminage, un tube qui enveloppe le conducteur avec son isolement.
Suivant la figure 8, une spirale de chauffage 101 en- roulée en forme d'anneau est munie d'une gaîne de mica 102 déposée par électrophorèse, Les conducteurs de raccordement
103 pour la spirale de chauffage sont disposés dans de pe- tits tubes en céramique 104. Le tout est revêtu par projec- tion d'une couche de métal 105, par exemple d'aluminium. Les conducteurs 103 sortent vers le haut et aboutissent à une borne 106.
Suivant la figure 10, une spirale de chauffage 101 repliée en méandres est enrobée dans une plaque 106 de mé- tal injecté 105. La plaque a dans ce cas la configuration d'un rectangle 'et est donc plane. Toutefois, on peut lui donner des formes quelconques de façon qu'elle s'applique comme une gaine, même sur des objets de forme compliquée.
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Elle peut aussi par exemple prendre une forme tubulaire, la spirale de chauffage étant disposée en spires hélicoïdales dans la paroi du tube. On peut utiliser des tubes de ce genre pour le chauffage de liquides, de gaz, etc... refou- lés à travers ce tube.
Si le conducteur de chauffage lui-même, le cas échéant, en même temps que le revêtement de mica, n'a pas une ri- gidité suffisante pour garder sa forme lors du garnissage par coulée ou par injection, on peut le renforcer par une matière stable à la chaleur, ou par du métal que l'on a précédemment garni de même d'un revêtement de mica.
Selon la figure 11, sur un barreau de céramique 107, on enroule un fil chauffant 101 et on munit ensuite celui- ci d'.an revêtement de mica 102. Il est alors particulière- ment avantageux que les particules en suspension s'appli- quent non pas simplement sur le fil, mais aussi sur la sur- face adjacente du barreau 107, c'est-à-dire en quelque sor- te dans la région des courants de fuite du fil. Grâce à cette disposition, on évite qu'entre le barreau 107 et le fil, il se crée des régions de faible isolement. On obtient également l'avantage particulier que le fil est en quelque sorte enrobé par le revêtement sur le barreau et ne peut pas se déplacer. Le tout est ensuite revêtu par projection d'un métal 105.
La figure 12 représente une disposition sensiblement identique, mais dans laquelle le barreau qui porte le fil chauffant 101 est formé de métal 170 qui porte un revête- ment de mica 120 déposé par électrophorèse. Sur ce revête- ment de mica est enroulé le fil 101 et le tout est encore une fois enrobé de métal 102 par électrophorèse. Ensuite, on pose de nouveau par projection sur la périphérie une gaine de métal 105. Les barreaux 107,170 sont dans ce cas cylindriques.
Mais ils peuvent aussi avoir des sections dif- déren.tes quelconques, par exemple celle d'un profilé plat,
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d'un profilé en U ou d'un profilé en I, etc...; de même , il n'est pas nécessaire qu'ils soient rectilignes, mais ils peuvent présenter une courbure quelconque, par exemple pren- dre la forme sinueuse pour obtenir, par exemple dans une plaque, une forme de conducteur chauffant analogue à celle de la figure 10.
La figure 13 représente un conducteur de chauffage 101 enroulé sur une lame de mica 108 qui est garnie, de la même façon que ci-dessus d'une gaine de mica 102. Cette gaine recouvre, comme sur la figure 11, non seulement le fil 101, mais aussi la surface voisine du mica et présente donc une configuration en bourrelet. Les éléments chauffants ainsi réalisés peuvent, comme le montre la figure 14, être égale- ment noyés dans un métal 1050 Au lieu de lames de mica 108, on peut aussi utiliser des tôles qui, avant la mise en pla- ce du fil 101, ont été gainées par électrophorèse avec du mica, de l'amiante, ou un corps analogue.
Il n'est pas nécessaire d'insister davantage sur la description des autres possibilités très nombreuses d'uti- lisation des dispositifs de chauffage ou des résistances du même genre, car les exemples d'exécution décrits mon- trent, sans entrer dans plus de détail, que les éléments chauffants du genre décrit peuvent s'adapter par leur forme ou leur configuration à toutes les exigences. On réalise toujours, en plus de la possibilité de les fabriquer sim- plement et économiquement, un minimum de chute thermique dans l'intérieur du dispositif- de chauffage, tel qu'on ne pou- vait guère l'obtenir jusqu'à présent dans les éléments chauffés à gainage métallique.
.Dans la réalisation du revêtement par électrophorèse, on ne perdra pas de vueque les particules plus grossières en suspension présentant un diamètre de quelques donnent des revêtements peut-être plus souples et plus flexibles, mais que, avec des particules en suspension d'une dimension
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inférieure à 1 ,on obtient aussi des revêtement très minces et très compacts. Si une déformation de l'élément chauffant est nécessaire après la confection des revêtements le mieux sera d'utiliser des revêtements formés de particu- une les assez grossières. Si/telle déformation n'est pas nécesaire et si la résistance au passage de la chaleur . doit être la plus petite possible, on utilisera des revête- ments très minces constitués par des particules très fines.
Dans certaines conditions, il est bon de combiner les deux genres de revêtements, soit, par exemple, d'améliorer ou de rendre parfaitement imperméable diélectriquement une cou- che de fond formée de particules grossières par une couche . de couverture formée de particules plus minces, ou inverse- ment de déposer, sur une couche de fond mince de fines par- ticules, une couche de revêtement formée de particules plus grossières pour protéger la couche de fond.
Naturellement, les couches réalisées par électropho- rèse peuvent encore être renforcées ou en partie remplacées par des films minces formés d'écaillés de mica. Ainsi, par exemple, .selon la figure 12, la barre 170 peut être enlop- pée dans un film 120 de ce genre.
On peut exécuter en métal des éléments qui jusqu'à présent ont été exécutés en une matière céramique et les revêtir par électrophorèse d'un revêtement du genre décrit.
De plus, on. peut à l'occasion fabriquer les éléments expo- sés à l'arc électrique à partir d'un matériau isolant moins réfractaire à la chaleur, par exemple une matière plastique, les garnir d'un revêtement conducteur sur lequel un revête- ment est déposé ensuite par électrophorèse, comme on l'a décrit ci-dessus. Dans le premier cas, on utilise la résis- tance mécanique supérieure du métal pour des éléments for- més par ailleurs d'une matière isolante; dans le deuxième cas, on utilise la possibilité de fabrication sur cotes précises dans le cas des matières façonnées par injection
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ou à la presse.
Les régions qui ne doivent pas recevoir un revêtement réalisé par électrophorèse, par exemple les por- tées d ajustage, les régions de fixation, etc... peuvent être exemptes d'un tel revêtement, en isolant dans ces ré- gions la surface, par exemple par application de vernis ou par dép8t de cire, ou dans le cas où le corps de fond est formé d'une matière isolante, en ne mettant pas à l'endroit correspondant de garniture conductrice.
Sur les figures 15 et 16 est représentée une chambre à arc, à savoir une chambre dite à orifices cunéiformes, pour interrupteur, chambre qui est formée d'un corps de fond 201 traité à la presse ou par projection et formé d'une matière moulée par pression, d'une matière plastique, etc..., matiè- re présentant un point de ramollissement aussi élevé que possible. Le corps de base est muni d'un revêtement conduc- teur sur lequel on dépose par électrophorèse une gaine 2b2 formée, par exemple, de pulpe de mica. La chambre est d'une seule pièce.
Les figures 17 et 18 représentent une chambre de coupu- re en deux parties avec un corps de base métallique 201 qui est muni de la même façon d'un revêtement de mica 202 . Les deux moitiés de la chambre sont assemblées au moyen de ri- vets, de vis ou fixations analogues qui sont introduits par des ouvertures 203.
Suivant la figure 19, on réalise une carcasse de bobi- ne pour une machine électrique ou machine analogue, au moyen d'une tôle 201 qui est recouverte par électrophorèse d'une gaine 202 formée de mica, etc.. 204 désigne l'enroulement.
Dans les régions où la carcasse est posée sur le pôle de la machine, on peut, comme le montre la moitié inférieure de la figure 19, supprimer la garniture de mica. A cet effet, avant l'électrophorèse, la partie correspondante de la sur- face est recouverte d'un revêtement de vernis 205.
Suivant la figure 20, un socle de boîtier 206 est for-
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mé d'une matière moulée à la presse. Le capot 207 du bor- tier est formé d'un corps de base 201 en tôle qui est éga- lement muni, de la façon indiquée ci-dessus, d'un revête- ment 202. Pour son renforcement, ce revêtement peut être traité avec un vernis, en particulier recevoir une couche protectrice de vernis. Le revêtement garantit une protec- tion suffisante contre les contacts (à l'extérieur), et une sécurité suffisante contre les amorçages (à l'intérieur) dans le cas où des appareils de coupure y sont incorporés.
Selon la figure 21, une lame de tôle 201 est garnie d'un revêtement 202 déposé par électrophorèse, lame sur la- quelle on enroule ensuite un fil chauffant ou résistant 208,
Le mieux est de laisser libres ou exemptes de revêtement les extrémités de la lame 201 servant à la fixation.
Selon la figure 22, sur une barre 210, des bagues mé. talliques 212 sont enfilées de façon à être fixées, éven- tuellement de manière élastique. Le tout est encore muni, en laissant libres les extrémités 211, d'un revêtement de mica 202, ce qui donne un corps rainuré. Dans les rainures, on peut loger ou bobiner des résistances 213 pour rhéostats, démarreurs, chauffage, etc...
Selon la figure 23, sur une barre cylindrique 214, on fait passer une hélice de tôle 212 enroulée sur champ. Le tout est de nouveau, comme on l'a décrit ci-dessus, muni de d'un revêtement 202. On obtient/cette façon un corps hélicoïdal qui peut être garni d'une spirale chauffante
216 ou d'un élément analogue..
Selon la figure 24, dans une tête de fixation 217 repose une électrode 218 d'une lampe 4 arc, par exemple d'un protecteur. La partie antérieure 219 de la gaine a la forme d'un plastron, Ce plastron est formé par un noyau métallique 220 avec un revêtement 202 réalisé de la façon indiquée ci-dessus. Le revêtement est éventuellement fixé par frittage.
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Selon la figure 25, 221 désigne les contacts fixes d'un interrupteur, contacts court-circuités en position enclenchée par un pont de contact 222. Le support 223 du pont 222 et les contacts fixes 221 sont, comme on l'a in- diqué en traits interrompus, enveloppés par un revêtement de mica 202 déposé par électrophorèse dans les régions où il ne se fait pas de passage de courant, mais qui se trou- vent néanmoins dans la zone de l'arc.
La figure 26 représente un disque de contact pour com- mutateurs à échelon. Ce disque repose par un moyeu 225 sur un arbre (non représenté). Sur le moyeu est fixée une pla- que d'acier 227 garnie de la façon indiquée ci-dessus d'un revêtement de mica 226. Sur cette plaque sont disposées une bague 228 et une série de contacts 229 analogues à un collecteur, contacts fixés par vis, par rivets ou de façon analogue.-Grâce au revêtement de mica, les contacts de ce genre sont isolés de la plaque d'acier en restant réfrac- taires à la chaleur. Les balais qui frottent sur les con- tacts ne sont pas représentés. Antérieurement, on a fabri- qué des plaques de ce genre pour commutateurs à échelons, en ardoise (sensible à l'humidité), en papier durci (résis- tant mal à l'arc), en céramique (ne résistant pas aux chocs et coûteux).
La forme de construction décrite est exempte des inconvénients des réalisations antérieures.
Il est connu de mettre du mica moulu, c'est-à-dire de la poudre de mica ordinaire, en suspension dans un li- quide qui peut contenir également d'autres matières fine- ment réparties, et de déposer par électrophorèse les parti- cules en suspension. Cependant, ce mode de traitement du mica en poudre ne donne pas des dép8ts bien cohérents et parfaitement compacts.
Toutefois, les conditions sont différentes lorsque, au lieu de la poudre de mica ordinaire on utilise, dans la mise en oeuvre de la présente invention, une pulpe de mica
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telle que celle qu'on utilise par exemple pour la fabrica- tion de feuilles minces de mica, selon les procédés de la fabrication du papier. Si les particules en suspension dans une telle pulpe sont déposées par électrophorèse, elles se réunissent pour former une couche fortement cohérente.
Evi- demment, cette différence de comportement doit être attri- buée au fait que, dans la fabrication de la poudre de mica ordinaire, l'eau de cristallisation reste dans le mica, et qu'au contraire, dans la fabrication de la pulpe de mica par calcination, au moins une grande partie de l'eau de cristallisation est expulsée et n'est ajoutée à nouveau que plus tard. L'eau de cristallisation réintroduite ultérieure- ment paraît être très active en ce qui concerne son effet de liant, tandis que l'eau de cristallisation restée dès le début dans le mica ne manifeste aucune force de liaison.
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It is known to put mica, by calcination and subsequent treatment with an acid, in a state such that it is possible to transform it, by means of a suitable addition of liquid, into a mica pulp which can be processed. shaped, similarly to paper pulp, into sheets, plates, moldings, etc. For example, the mica pulp is deposited in more or less thick layers on sieves, so that the liquid can s to drain or evaporate as is customary in the paper industry. But one can also treat this pulp, like the slip in the manufacture of porcelain, by means of absorbent molds.
However, in these and analogous methods, the formation of the layer is
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ultimately results in that the liquid contained in the pulp is removed through the pores or holes of any support layer and that, as a result, the fine mica particles remain on the support. On non-porous metal bodies which do not form sieves, it has so far not been possible to achieve a sufficiently adherent mica layer.
The invention relates to a new process for the manufacture of mica layers from a mica pulp, which process can also be used in the case of metal supports with a compact surface; in particular, it is possible in this way to produce very thin and very regular mica layers in this way.
In accordance with the invention, the mica particles are deposited on an electrode by electrophoresis. Until now, electrophoresis was not known for this method of processing mica. However, it has been used, for example, to extract liquids from absorbent or swellable materials, or to deposit materials other than mica, from rusts, suspensions, emulsions, etc. ...
In what follows, the invention will be explained with reference to a non-limiting exemplary embodiment. In the electrophoresis of the mica pulp, one operates for example under a direct voltage of about 200 to 300 volts or more, depending on the shape and the dimensions of the body on which the layer of mica is to be deposited, and this with a current density which is approximately between 20 and 50 mA / em2. In this way, for a period of approximately 10 to 30 seconds, depending on the nature of the dispersing agent and the proportion of the additions which will be further indicated below, a very coherent thin mica layer of a thickness of 1/5 to 1/2 mm for example. This neck-
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che is sufficient for many applications, for example for the electrical insulation of conductors.
The mica pulp is adjusted, by addition or by any other known means, preferably to a pH of 5 to 6. It is advisable to operate with aqueous pulp and aqueous additions. However, alcohols or ketones can also be used as dispersing agents. Aqueous mixtures of these materials, for example with 30% water, are, however, in general more advantageous than pure alcohols or pure ketones. These additions of alcohol, ketone or the like should primarily serve to reduce the conductivity of the dispersing agent, e.g. water, and to eliminate the effects. harmful electrolyte parasites.
Mica particles. The deposits adhere relatively well to each other, as do paper fibers in papermaking, but in some cases it is still preferable to increase the adhesion by adding a binder. This binder is added to the dispersing agent. It should be of such a nature that it does not prejudice the stability of the dispersion. If the deposited mica layers are subsequently to withstand fairly high temperatures, binders which can withstand the corresponding temperatures, for example either an aqueous emulsion of silicone resins or an alcoholic suspension of silicone rubber are used.
Of course, it is also possible, instead of silicones, to use corresponding silicic aster or emulsions of fluorinated combinations, such as are known to produce electrical insulations of high thermal stability. Likewise, colloidal silica is, in some cases, suitable as a binder.
The quantitative ratio of mica particles to dispersing agent and binders can vary between relatively wide limits, depending on the needs and the quality desired for the deposit. Thus, for example
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ple, it is also possible to use a mixture of 50% aqueous mica pulp and 50% of a resin emulsion in water, the quantitative ratio between the pulp and the resin emulsion being essentially subject to the condition that the pH is between 5 and 6.
As, after the precipitation of large quantities, the bath becomes more and more impoverished in mica particles and in binding, it is necessary to renew it at fixed time intervals, or to add these materials. from time to time in quanti. suitable tee.
The precipitate thus obtained is already suitable for various purposes, in particular when it is subsequently treated with a varnish or an impregnating agent, or else when the body covered with a layer of mica is coated in a mass obtained by casting, die casting, press or injection, or when bodies provided with such layers are stacked tightly as is common, for example, in the case of capacitors.
However, it will generally be preferable to increase the strength and adhesion of the deposition layer by special heat treatment. Sintering is not successful in mica layers of this kind. To remedy this defect, the heat treatment can be carried out in the presence of materials which cling to the surface of the mica particles and connect them to each other by a colloidal effect or by a surface chemical action, without acting. in depth on the mica particles. Thus, for example, the deposit can be heat treated for about one hour at 500 ° C., with the simultaneous action of 10% phosphoric acid or phosphoric acid vapors.
One property of the electric field is that it focuses on edges, and on points. Consequently, in bodies with ridges or points, it is
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will form a more compact deposit on pronounced protrusions than in other regions. On the other hand, in the manufacture of mica layers by means of absorbent molds, the absorbent effect on the protrusions is smaller than in other regions, and as a result, a layer thickness is obtained on the protrusions. thinner.
Both methods will therefore be employed in bodies with uneven surface, using an absorbent electrode, which is always the anode, since the mica particles migrate with the electrons and, consequently, for example, an electrode made of porous metal or of metallic mesh. , the cavities of which are depressed.
If the deposit is to remain strongly adherent to the electrode, or for example to a conductor, care must be taken to prevent easily detachable oxide or hydroxide layers forming on the surface of the conductor or colloidal. This result can be obtained by suitable adjustment of the dispersing agent. On iron and nickel, an oxide layer which eventually forms adheres well, and as a result the mica layer will adhere well to these metals. But if the conductors are to be formed from other metals, for example from drunk, it is necessary to prevent or limit the formation of the oxide layer. However, it is possible to deposit on these other metals, before the deposition of the mica, a thin layer of iron or nickel.
However, when it comes to producing unsupported thin-walled mica bodies, the aim is on the other hand to promote the formation of an easily detachable or colloidal oxide layer, and one chooses metals particularly suitable for the mentioned purpose. The deposit can then be easily separated from the metal body, before or after the heat treatment.
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Other examples Example 1: In an aqueous mica pulp of pH =
5.8, a cylindrical 20 mm iron cathode is introduced. in diameter, and a wire of 0.5 mm in diameter as the anode. If a direct current is made to act at a voltage of 200 volts with a current density of 30 mA / cm2 for 10 seconds, a layer of mica 0.5 mm thick is obtained on the wire which, after drying, forms a solid coating.
Example 2 - In an aqueous pulp of 50% mica with the addition of an aqueous emulsion of silicone resin to. 50% in an amount such that a pH = 5.4 is obtained, it is possible to act on copper electrodes having the dimensions and shapes indicated above, for 15 seconds, a continuous voltage of 200 volts with a density current of 80 mA / cm2. On the anode, a coating of 0.5 mm thickness and good adhesion is again formed.
Example 3 - If mica powder, suitable for the manufacture of a pulp, is introduced into 70% diacetone alcohol and if the assembly of the electrode described above is made to act on the assembly of the electrode described above. direct voltage of 300 volts with a current density of 70 mA / cm2 for 30 seconds, a layer 0.2 mm thick is obtained. This layer is brushed, and after evaporation of the solvent, that is to say of the alcohol, with phosphoric acid.
10% and then treated with heat at 500 0 for one hour.
Under certain conditions, it is advisable, for the electrophoresis treatment, to use a hot pulp, with a temperature for example of 60 to 80 ° C., or to use as a suspension liquid, in addition or instead. water, a liquid having a boiling point considerably lower than that of water and such for example
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than alcohol. In addition to mica, the pulp may also contain asbestos or a similar finely divided product. Various advantages are obtained by this means.
The drying time is greatly reduced, since the suspension liquid, when removing the body which supports the coating, evaporates rapidly, especially in the case of thin layers. the water can act on the surface of the electrodes is significantly reduced, because this time is mainly conditioned by the drying process; in fact, the deposition by electrophoresis, in particular in the manufacture of thin films, requires only a very short time.
Thanks to the reduction in the duration of the presence of water, the duration of attack of the metal surface is shortened, in particular by using sensitive metals for the electrodes, and the action of the metal or of metal oxide, dissolved on the face of the layer located opposite the metal.
In the case of different metals, this effect decreases the adhesion of the mica layer. Finally, by the use of a hot suspension, one obtains yet another advantage: in particular in the coating with mica by electrophoresis of elements of very great length, the liquid still present in great abundance, tends to unite and flow in drops, entraining part of the deposited mica. This fact prejudices the regularity of the diaper.
The use of baths heated to high temperature immediately causes rapid evaporation, and the formation of separate drops is prevented. To further reduce, particularly in the case of fairly thick coatings, the drying time and the reaction time, the elements taken out of the bath can be placed under vacuum or exposed to a stream of dry and hot gas, or else subject to them. to infrared heating, or high frequency, etc ...
But it is also possible to operate with cold baths and subject the elements to be covered to prior heating.
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in preheating ovens, at a temperature of up to 100 C. If the electrophoresis is carried out in a pressurized chamber, it is also possible to use even higher temperatures, that is to say temperatures can exceed 100 C.
It has been observed that in electrophoretic deposits of a pulp which also contains coarser mica particles, the coatings tend to crease and take on a wrinkled surface, evidently due to the fact that the mica layer s' stretches a little on drying in the direction of the coat. This observation is particularly valid for the outer surface of the layer.
However, it is also possible to add a mineral protective colloid to the pulp. Colloids of this kind generally have the property of shrinking upon losing water.
'As a result it is possible, by a correct mixture of mica and protective colloid in the pulp, to exactly compensate for the shrinkage and the elongation during the drying of the layer as well as to make the shrinkage predominate or the elongation according to a determined degree, desired .
By this means, for example, a wrinkle-free layer is obtained by adding to the mica pulp about 25% of 10% bentonite pulp. If the percentage of bentonite is increased, shrinkage predominates over elongation. Pure bentonite pulp would form crevices on drying.
It is possible to use a mica pulp containing mica particles so small that the deposited layer does not come off any more, even without the use of binders. The particles of. mica, which can moreover also contain particles of asbestos ¯ water of similar products, then have a dimension less than 1 The best suspension liquid to use is distilled water. After drying, the deposited layer has an appearance similar to that of a varnish layer. It can still be protected in part
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cular against wear or the like by a coating consisting of a heat-stable varnish.
A pulp for the implementation of this process can be prepared by calcining the mica, preferably muscovite, at 780 ° C. for about 1 hour, then putting it either in the still hot state, or in the cold state, in distilled water having a pH less than 6 and spraying it into this water, for example with a high speed disintegrator (12,000 rpm). However, spraying can still be done in other ways. Then we let it rest for a while.
The coarsest particles separating on the bottom,
The coarser particles remain in suspension in the lower part of the container. In the upper part of the container is a pulp containing mica particles of size less than. This pulp is drawn off. The rest of the pulp can still be submitted several times. a division treatment and the above treatment by sedimentation, and in each phase the upper layer of pulp which still contains the finest particles mentioned above can be withdrawn.
The withdrawn pulp which contains a relatively large quantity of water is thickened for example by evaporation of water and provides in the electrophoresis the varnish-like layers described above, layers which no longer come off, even after immersion in water.
,
A particular advantage of this process is that it is possible to prepare very thin, yet compact, layers, and that the process is also suitable for continuous treatments. Magnetic sheets, capacitor plates, in particular continuous bands of these sheets, for example, can be lined with a very thin refractory coating and good electrical insulator, which is as smooth as a layer of varnish.
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An excellent quality varnish layer is also obtained by depositing, in a first electrophoresis phase, first of all fairly coarse mica particles, for example several, and by depositing on this layer by electrophoresis. a layer of very fine mica particles, in accordance with the process described above.
This-. The topcoat also protects the underlying layer against spalling in water and gives it a smoother varnished surface. The primer, especially in the use of copper as an electrode, can be stained later. This gives a layer of mica without support which is made impermeable and is consolidated by the cover layer made of very fine particles.
In general, it is possible in this way to improve by the deposition of a layer of very fine particles coarser mica layers which are continuously prepared on a strip of filamentous material, a cylinder, etc.
In certain circumstances, it is possible, after turning over the coarse layer, to repeat the application of the process on the other side of the layer, so that an improved mioa layer is obtained on both sides. faoes and which can be treated in the usual way as a thin sheet of mica.
A result of a particular kind can be obtained in the manufacture of these insulating layers. One can, for example, obtain an insulating layer encroaching on a neighboring insulation for conductive organs, wires, etc. *** For example, if one immerses an insulated conductor, but stripped at its end , in a pulp of small scales of mica, fine fibers of asbestos or similar product, enough so that the pulp also still wets one part the isolated region of the conductor, and if one precipitates by electrophoresis the suspended matter, the deposit further covers, in addition to the stripped end of the coil, the adjacent insulation.
There is then an encroachment
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ment of the deposit on the initial isolation. Precisely this entrapment is, from the point of view of the technique of isolation, extremely advantageous and desirable, since, on the other hand, any weakening of the isolation at the limit of the two kinds of isolation is prevented. Obviously this encroachment is achieved by the fact that the suspended particles settle, not only on the bare metal, but also in the region of the leakage currents of the insulation.
It is also advantageous that in the encroachment region, the deposited insulation gradually merges with the periphery of the insulated conductor, thereby avoiding stepped deposits.
To better understand the general economy of the invention, we will describe a number of embodiments taken by way of non-limiting examples, with reference to the accompanying drawing in which:
Figure 1 shows a device for obtaining such isolation.
FIG. 2 shows the isolation of a stripped region of the conductor.
FIG. 3 represents the insulation of a conductor junction, produced by twisting and possibly by welding.
FIGS. 4 and 5 show in different aspects a coil head of a bar winding of an electric machine.
Figure 6 shows a junction by isolated terminals.
FIG. 7 represents a heating conductor wound on a mica strip partly with, and partly without insulating deposit.
Figures 8 and 9 show two different views of a thermoplunger, partly in section.
FIG. 10 shows a heating plate reinforcement.
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Figures 11 and 12 show a heating bar.
Figures 13 and 14 show a heating conductor wound on a mica blade.
Figures 15 to 18 show in various views, partly in section, arc chambers for switches.
FIG. 19 shows in section a coil casing for an electric machine.
FIG. 20 represents a casing for an electrical appliance.
Figures 21 to 23 are examples of heating element supports.
Figure 24 shows an electrode support head for an arc lamp.
Fig. 25 shows part of a switch.
Fig. 26 shows partly in section a step switch plate.
In FIG. 1, a wire stripped at its end 1 and carrying an insulating layer 3 is immersed in the mica pulp contained in a metal reservoir 5.
When applying a DC voltage to the terminals 6, the mica is deposited not only on the stripped end 1, but also for example at the edge of the insulation 3 and in this region 7 forms a continuous layer encroaching on the insulating layer.
In Figure 2, the central part 8 of a conductor
2 comprising insulating layers 3 is stripped and treated in the same way as in FIG. 1. The insulating layer deposited 9 thus forms a sleeve encroaching on the insulating layers 3. In this way it is possible, for example, to determine faulty points in a cable and improve them.
According to figure 3, the stripped ends of two con. conductors are twisted in 10 and possibly welded together. Here also, in the treatment with electro-
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phoresis, all of the stripped material of the conductors is coated with overlap in the adjacent insulation 3 by a coating 11.
In Figures 4 and 5, the stripped ends 12 of winding bars 13 isolated on their other parts and belonging to an electrical machine, are welded in a sleeve 14 in a known manner, for example by immersion in a solder bath. In itself, it would be difficult to isolate the stripped regions of the conductors, for example by taping or by a similar process, since in the winding of an electrical machine they are found relatively very close to the connection zones of the bars. neighbors.
In accordance with the method described, the production of this difficult insulation is considerably facilitated, since it suffices to immerse the coil heads located on the end faces of the machine, for example in an annular trough filled with mica pulp and treat them as indicated above. A flawless insulating layer 15 then automatically occurs, enveloping the stripped regions and adjacent insulation.
A particular advantage of the method according to the invention also lies in the fact that, as shown in figure 6, it is possible to insulate perfectly, in the simplest way and from all sides, by a sheath. 18, a connection via terminals 16, including angles and projections (see for example screws 17). By this process it is also possible to wrap the stripped parts of the terminal parts, that is to say of the terminals embedded in the insulating elements, including the connecting conductors, and the advantage is thus obtained that the sheath re also covers the adjacent parts of the outer surface of the insulating piece.
FIG. 7 shows a heating wire 20 wound on a mica blade 19, which wire, after electrophoresis (e @
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particularly the right part of the figure), is enveloped, at the same time as the adjacent parts of the surface of the mica blade, by insulating beads 21.
By this means, at the same time a more solid fixing of the conductor on the blade is achieved. In a similar way, it is also possible to wrap resistant wires or tapes wound on insulated bars intended for rheostats, starters, etc. Likewise, it is possible in this way to easily achieve a safe and stable insulation at heat for resistors which are formed, for example, of a resistant layer deposited on a porcelain cylinder.
As has been said, it is possible to provide heating or resistive conductors with a coating of the type described.
They withstand, without any special artifice, the usual heating temperatures which occur in the case of heating plates, immersion heaters, etc. The main advantage of the coating described lies, however, in the fact that the conductors thus covered can be fixed in metal by casting or spraying or the like, since the coating is quite refractory and is immobilized sufficiently so as not to be affected even by the flowing bath of metal. Under certain conditions, all that is required is a thin metal sheath which envelops the mica coating on all sides and has the necessary mechanical strength. It is advisable to keep the mica coating very thin, since by itself it has a high resistance to electrical actions.
Very thin, but nevertheless very compact, coatings are made by letting the mica pulp settle before electrophoresis and then letting the upper part of the pulp drain, and by evaporating off the material. excess water. The suspended particles then have a size of 1 or less, and electrophoretically give a smooth, completely compact coating similar to a varnish, possessing high resistance to electrical actions.
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triques, adhering perfectly to the metal and not flaking even with red.
By the above means, the advantage is obtained that the resistance to the passage of heat from the heating conductor to the outer surface of the metal coating is significantly smaller than in heaters encased in metal and in use until now, and that precisely because of the low resistance to the transmission of heat and the low value of the temperature drop which is the consequence, too much heating of the heating conductors. On the other hand, heated conductors of this kind can be easily, economically and simply manufactured in any desired shape.
Naturally, it is possible, in the manner used up to now, to protect the electrophoretically coated wires with a sheet metal covering, to introduce them into metallic elements, or to clamp together on the insulation of the conductor, by a process. drawing or rolling, a tube which surrounds the conductor with its insulation.
According to FIG. 8, a heating spiral 101 wound in the form of a ring is provided with a mica sheath 102 deposited by electrophoresis. The connecting conductors
103 for the heating coil are arranged in small ceramic tubes 104. The whole is sprayed with a layer of metal 105, for example aluminum. The conductors 103 exit upward and terminate at a terminal 106.
According to FIG. 10, a heating coil 101 folded in a meandering way is embedded in a plate 106 of injected metal 105. The plate in this case has the configuration of a rectangle and is therefore planar. However, it can be given any shape so that it can be applied like a sheath, even on objects of complicated shape.
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It can also for example take a tubular form, the heating coil being arranged in helical turns in the wall of the tube. Tubes of this type can be used for heating liquids, gases, etc., forced through this tube.
If the heating conductor itself, where appropriate, together with the mica coating, does not have sufficient stiffness to retain its shape during casting or injection lining, it can be reinforced by a coating. material stable to heat, or by metal which has previously been lined in the same way with a mica coating.
According to FIG. 11, on a ceramic bar 107, a heating wire 101 is wound up and the latter is then provided with a mica coating 102. It is then particularly advantageous that the particles in suspension are applied. This occurs not just on the wire, but also on the adjacent surface of the bar 107, i.e. somewhat in the region of the wire leakage currents. Thanks to this arrangement, it is avoided that between the bar 107 and the wire, regions of low insulation are created. The particular advantage is also obtained that the wire is somehow coated by the coating on the bar and cannot move. The whole is then coated by spraying with a metal 105.
FIG. 12 shows a substantially identical arrangement, but in which the bar which carries the heating wire 101 is formed of metal 170 which carries a coating of mica 120 deposited by electrophoresis. Wire 101 is wound on this mica coating and the whole is once again coated with metal 102 by electrophoresis. Then, a metal sheath 105 is again sprayed onto the periphery. The bars 107,170 are in this case cylindrical.
But they can also have any different cross-sections, for example that of a flat profile,
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a U-profile or an I-profile, etc ...; likewise, it is not necessary that they be rectilinear, but they can present any curvature, for example take the sinuous shape to obtain, for example in a plate, a form of heating conductor similar to that of the figure 10.
Figure 13 shows a heating conductor 101 wound on a mica blade 108 which is lined, in the same way as above with a mica sheath 102. This sheath covers, as in Figure 11, not only the wire 101, but also the neighboring surface of the mica and therefore has a bead configuration. The heating elements thus produced can, as shown in FIG. 14, also be embedded in a metal 1050 Instead of mica blades 108, it is also possible to use sheets which, before placing the wire 101, can be used. were electrophoretically coated with mica, asbestos, or the like.
It is not necessary to insist further on the description of the other very numerous possibilities of using heaters or resistors of the same kind, because the examples of execution described show, without going into more than detail, that the heating elements of the kind described can adapt by their shape or their configuration to all requirements. In addition to the possibility of manufacturing them simply and economically, there is always achieved a minimum of thermal drop in the interior of the heater, such as could hardly be achieved until now in heated elements with metal cladding.
In carrying out the coating by electrophoresis, it should be borne in mind that the coarser particles in suspension having a diameter of a few give possibly softer and more flexible coatings, but that, with particles in suspension of one dimension
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less than 1, very thin and very compact coatings are also obtained. If heating element deformation is required after making the coatings, it is best to use coatings formed from fairly coarse particles. If / such deformation is not necessary and if the resistance to the passage of heat. should be as small as possible, very thin coatings consisting of very fine particles will be used.
Under certain conditions it is good to combine the two kinds of coatings, for example to improve or to make perfectly dielectrically impermeable a primer formed of coarse particles by one coat. coating formed of thinner particles, or conversely depositing, on a thin base layer of fine particles, a coating layer formed of coarser particles to protect the base layer.
Naturally, the layers produced by electrophoreesis can be further reinforced or partly replaced by thin films formed from mica flakes. Thus, for example, according to Figure 12, the bar 170 may be encased in such film 120.
Elements which heretofore have been made of ceramic material can be made from metal and electrophoretically coated with a coating of the kind described.
In addition, one. can occasionally fabricate the elements exposed to the electric arc from an insulating material less refractory to heat, for example a plastic material, cover them with a conductive coating on which a coating is deposited then by electrophoresis, as described above. In the first case, the higher mechanical strength of the metal is used for elements otherwise formed of an insulating material; in the second case, the possibility of manufacturing on precise dimensions is used in the case of materials shaped by injection
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or to the press.
The regions which are not to receive a coating produced by electrophoresis, for example the fitting surfaces, the fixing regions, etc., can be free from such a coating, by isolating the surface in these regions, for example by application of varnish or by dep8t wax, or in the case where the base body is formed of an insulating material, by not putting the corresponding place of conductive lining.
In Figures 15 and 16 is shown an arc chamber, namely a chamber called wedge-shaped orifices, for switch, chamber which is formed of a bottom body 201 treated with the press or by spraying and formed of a molded material by pressure, of a plastics material, etc., a material having as high a softening point as possible. The base body is provided with a conductive coating on which a sheath 2b2 formed, for example, of mica pulp is electrophoretically deposited. The bedroom is one piece.
Figures 17 and 18 show a two-part cutting chamber with a metallic base body 201 which is likewise provided with a mica coating 202. The two halves of the chamber are assembled by means of rivets, screws or the like which are introduced through openings 203.
According to Figure 19, a coil carcass for an electric machine or the like is produced by means of a sheet 201 which is electrophoretically covered with a sheath 202 formed of mica, etc. 204 denotes the winding .
In areas where the carcass is placed on the machine pole, it is possible, as shown in the lower half of figure 19, to omit the mica lining. To this end, before electrophoresis, the corresponding part of the surface is covered with a coating of varnish 205.
According to Figure 20, a housing base 206 is formed.
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mé of press-molded material. The cover 207 of the terminal block is formed from a base body 201 of sheet metal which is also provided, as indicated above, with a coating 202. For its reinforcement, this coating can be treated. with a varnish, in particular receive a protective layer of varnish. The coating guarantees sufficient protection against contact (on the outside), and sufficient safety against ignition (on the inside) in the event that breaking devices are incorporated therein.
According to FIG. 21, a sheet metal strip 201 is lined with a coating 202 deposited by electrophoresis, on which strip is then wound a heating or resistance wire 208,
It is best to leave the ends of the strip 201 used for fixing free or without coating.
According to Figure 22, on a bar 210, the rings mé. 212 are threaded so as to be fixed, possibly elastically. The whole is still provided, leaving the ends 211 free, with a mica coating 202, which gives a grooved body. In the grooves, it is possible to accommodate or coil resistors 213 for rheostats, starters, heating, etc.
According to FIG. 23, over a cylindrical bar 214, a sheet metal helix 212 wound on the field is passed. The whole is again, as described above, provided with a coating 202. There is obtained / in this way a helical body which can be lined with a heating coil.
216 or the like.
According to FIG. 24, in a fixing head 217 rests an electrode 218 of a 4 arc lamp, for example of a protector. The front part 219 of the sheath is in the form of a plastron. This plastron is formed by a metal core 220 with a coating 202 produced as indicated above. The coating is optionally fixed by sintering.
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According to Figure 25, 221 denotes the fixed contacts of a switch, contacts short-circuited in the engaged position by a contact bridge 222. The support 223 of the bridge 222 and the fixed contacts 221 are, as indicated above. in broken lines, enveloped by a coating of mica 202 deposited by electrophoresis in the regions where no current is flowing, but which is nevertheless in the region of the arc.
Fig. 26 shows a contact disc for step switches. This disc rests by a hub 225 on a shaft (not shown). On the hub is fixed a steel plate 227 furnished in the manner indicated above with a coating of mica 226. On this plate are arranged a ring 228 and a series of contacts 229 similar to a collector, the contacts fixed. by screws, rivets or the like. Thanks to the mica coating, contacts of this kind are insulated from the steel plate while remaining heat refractory. The brushes which rub on the contacts are not shown. Previously, plates of this kind have been made for step switches, of slate (sensitive to humidity), of hardened paper (poorly resistant to arc), of ceramic (not resistant to shocks and expensive).
The form of construction described is free from the drawbacks of previous embodiments.
It is known to suspend ground mica, that is to say ordinary mica powder, in a liquid which may also contain other finely distributed matter, and to electrophoretically deposit the parts. - cules in suspension. However, this method of treating powdered mica does not give very coherent and perfectly compact deposits.
However, the conditions are different when, instead of ordinary mica powder, a mica pulp is used in the practice of the present invention.
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such as that which is used, for example, for the manufacture of thin sheets of mica, according to the methods of papermaking. If the particles suspended in such a pulp are deposited by electrophoresis, they come together to form a strongly coherent layer.
Obviously, this difference in behavior must be attributed to the fact that, in the manufacture of ordinary mica powder, the water of crystallization remains in the mica, and, on the contrary, in the manufacture of the pulp of mica by calcination, at least a large part of the water of crystallization is expelled and is not added again until later. The water of crystallization, reintroduced later, appears to be very active as regards its binding effect, while the water of crystallization which has remained in the mica from the start does not show any binding force.