CA2634548C - Corps poreux metallique propre a attenuer le bruit des turbines aeronautiques - Google Patents
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Abstract
Élément structural propre à atténuer le bruit d'une turbine aéronautique, présentant des pores (1, 2) sous la forme de canaux cylindriques débouchant par une première de leurs extrémités à l'intérieur du carter de la turbine et fermés à leur extrémité opposée, chaque canal ayant un diamètre (D) compris entre 0,1 et 0,3 mm environ et étant situé, sur une partie au moins de sa longueur, à une distance minimale (e) de ses plus proches voisins comprise entre 0,02 et 0,3 mm environ, et le rapport entre la longueur et le diamètre des canaux étant de l'ordre de 102.
Description
Corps poreux métallique propre à atténuer le bruit des turbines aéronautiques L'invention concerne la fabrication de corps poreux métal-liques.
L'émission sonore d'un avion à usage commercial, principa-lement due aux moteurs, peut atteindre 155 dB à proximité
immédiate de l'appareil au décollage. Cette valeur supé-rieure au seuil de douleur auditive évalué à 120 dB atteint encore 90 dB à 400 m de la source. Il est donc souhaitable de diminuer ce niveau d'émission sonore. Une voie pour tenter de résoudre ce problème consiste à absorber le bruit à l'un de ses points d'émission, c'est-à-dire au niveau des moteurs. Des solutions ont déjà été mises en oeuvre dans les parties "froides" des moteurs, mais les parties "chau-des" ne font actuellement l'objet d'aucun traitement acous-tique. Il est donc souhaitable de développer un matériau ayant une fonction d'absorption acoustique destiné aux parties chaudes des moteurs d'avions. Pour ce faire, une voie envisagée est d'élaborer une tuyère capable d'absorber en partie le bruit produit à l'intérieur du moteur.
Les structures en nid d'abeille, bien connue dans le monde aéronautique, peuvent être adaptées à l'absorption acous-tique. Ces structures sont alors associées à des peaux perforées fermant partiellement les cellules élémentaires.
Les cellules élémentaires, d'un diamètre supérieur à 1 mm, forment ainsi des cavités acoustiques résonantes qui piè-gent les ondes pénétrant par les perforations. Ces structu-res conduisent à des propriétés acoustiques insuffisantes car ce sont des résonateurs de type Helmholtz ne pouvant absorber que des fréquences bien spécifiques. Le phénomène mis en uvre est basé sur la résonance en quart d'onde.
Seules les fréquences ayant une longueur d'onde voisine de quatre fois la profondeur des cellules élémentaires et leurs harmoniques sont absorbées efficacement.
L'émission sonore d'un avion à usage commercial, principa-lement due aux moteurs, peut atteindre 155 dB à proximité
immédiate de l'appareil au décollage. Cette valeur supé-rieure au seuil de douleur auditive évalué à 120 dB atteint encore 90 dB à 400 m de la source. Il est donc souhaitable de diminuer ce niveau d'émission sonore. Une voie pour tenter de résoudre ce problème consiste à absorber le bruit à l'un de ses points d'émission, c'est-à-dire au niveau des moteurs. Des solutions ont déjà été mises en oeuvre dans les parties "froides" des moteurs, mais les parties "chau-des" ne font actuellement l'objet d'aucun traitement acous-tique. Il est donc souhaitable de développer un matériau ayant une fonction d'absorption acoustique destiné aux parties chaudes des moteurs d'avions. Pour ce faire, une voie envisagée est d'élaborer une tuyère capable d'absorber en partie le bruit produit à l'intérieur du moteur.
Les structures en nid d'abeille, bien connue dans le monde aéronautique, peuvent être adaptées à l'absorption acous-tique. Ces structures sont alors associées à des peaux perforées fermant partiellement les cellules élémentaires.
Les cellules élémentaires, d'un diamètre supérieur à 1 mm, forment ainsi des cavités acoustiques résonantes qui piè-gent les ondes pénétrant par les perforations. Ces structu-res conduisent à des propriétés acoustiques insuffisantes car ce sont des résonateurs de type Helmholtz ne pouvant absorber que des fréquences bien spécifiques. Le phénomène mis en uvre est basé sur la résonance en quart d'onde.
Seules les fréquences ayant une longueur d'onde voisine de quatre fois la profondeur des cellules élémentaires et leurs harmoniques sont absorbées efficacement.
2 Or une absorption acoustique efficace au niveau de la tuyère pour le bruit produit par la chambre de combustion et les différents aubages des turbines et des compresseurs haute pression implique un effet sur un large spectre de fréquence.
Le but de l'invention est de fournir une structure poreuse ayant des propriétés acoustiques améliorées par rapport à celles des structures connues.
La présente invention vise un corps poreux métallique possédant des première et deuxième faces principales opposées et propre à atténuer un bruit produit ou transmis par un courant de gaz balayant une première desdites faces principales, ledit corps présentant des pores (1, 2) sous la forme de canaux cylindriques ayant chacun une première extrémité et une seconde extrémité opposée à la première extrémité, les canaux cylindriques ayant chacun un axe s'étendant sensiblement selon une ligne droite perpendiculaire à ladite première face, débouchant par la première extrémité dans ladite première face et fermé à la deuxième extrémité
opposée, chacun des canaux ayant un diamètre (D) compris entre 0,1 et 0,3 mm environ et étant situé, sur une partie au moins de sa longueur, à une distance minimale (e) de ses plus proches voisins comprise entre 0,02 et 0,3 mm environ, et un rapport entre la longueur et le diamètre des canaux étant supérieur à 10.
De préférence, l'invention vise notamment un corps poreux métallique possédant deux faces principales opposées et propre à atténuer le bruit produit ou transmis par un courant de gaz balayant une première desdites faces principales, ledit corps présentant des pores sous la forme de canaux cylindriques dont les axes s'étendent sensiblement selon des lignes droites perpendiculaires à ladite première face, débouchant par une première de leurs extrémités dans ladite première face et fermés à leur extrémité opposée, chaque canal ayant un diamètre compris entre 0,1 et 0,3 mm environ et étant situé, sur une partie au moins de sa longueur, à
une 2a distance minimale de ses plus proches voisins comprise entre 0,02 et 0,3 mm environ, et le rapport entre la longueur et le diamètre des canaux étant supérieur à
dix et préférentiellement de l'ordre de 102.
La structure métallique ainsi décrite présente une porosité pouvant dépasser 70 %, donc une masse volumique compatible avec des applications aéronautiques.
Cette structure se comporte comme un excellent absorbeur de bruit, en particulier pour les fréquences au-dessus de 1 kHz, comme l'a montré l'application de modèles d'absorption acoustique analytiques classiques (propagation d'une onde acoustique à l'intérieur d'un tube par Kirchhoff en 1857).
Les cellules ouvertes de ce "micro-nid d'abeille" sont assez grandes pour permettre à l'onde sonore, dans le domaine des fréquences de l'ordre de 1 kHz et au-dessous,
Le but de l'invention est de fournir une structure poreuse ayant des propriétés acoustiques améliorées par rapport à celles des structures connues.
La présente invention vise un corps poreux métallique possédant des première et deuxième faces principales opposées et propre à atténuer un bruit produit ou transmis par un courant de gaz balayant une première desdites faces principales, ledit corps présentant des pores (1, 2) sous la forme de canaux cylindriques ayant chacun une première extrémité et une seconde extrémité opposée à la première extrémité, les canaux cylindriques ayant chacun un axe s'étendant sensiblement selon une ligne droite perpendiculaire à ladite première face, débouchant par la première extrémité dans ladite première face et fermé à la deuxième extrémité
opposée, chacun des canaux ayant un diamètre (D) compris entre 0,1 et 0,3 mm environ et étant situé, sur une partie au moins de sa longueur, à une distance minimale (e) de ses plus proches voisins comprise entre 0,02 et 0,3 mm environ, et un rapport entre la longueur et le diamètre des canaux étant supérieur à 10.
De préférence, l'invention vise notamment un corps poreux métallique possédant deux faces principales opposées et propre à atténuer le bruit produit ou transmis par un courant de gaz balayant une première desdites faces principales, ledit corps présentant des pores sous la forme de canaux cylindriques dont les axes s'étendent sensiblement selon des lignes droites perpendiculaires à ladite première face, débouchant par une première de leurs extrémités dans ladite première face et fermés à leur extrémité opposée, chaque canal ayant un diamètre compris entre 0,1 et 0,3 mm environ et étant situé, sur une partie au moins de sa longueur, à
une 2a distance minimale de ses plus proches voisins comprise entre 0,02 et 0,3 mm environ, et le rapport entre la longueur et le diamètre des canaux étant supérieur à
dix et préférentiellement de l'ordre de 102.
La structure métallique ainsi décrite présente une porosité pouvant dépasser 70 %, donc une masse volumique compatible avec des applications aéronautiques.
Cette structure se comporte comme un excellent absorbeur de bruit, en particulier pour les fréquences au-dessus de 1 kHz, comme l'a montré l'application de modèles d'absorption acoustique analytiques classiques (propagation d'une onde acoustique à l'intérieur d'un tube par Kirchhoff en 1857).
Les cellules ouvertes de ce "micro-nid d'abeille" sont assez grandes pour permettre à l'onde sonore, dans le domaine des fréquences de l'ordre de 1 kHz et au-dessous,
3 PCT/FR2006/002823 de pénétrer dans la structure mais suffisamment petites pour procurer la surface spécifique nécessaire pour atté-nuer l'énergie acoustique par dissipation viscoacoustique dans le fluide contenu à l'intérieur du matériau poreux.
Cette dissipation est due au cisaillement du fluide dans la couche limite apparaissant sur les parois internes de la structure poreuse.
Pour un diamètre inférieur à 0,1 mm, l'onde ne pénètre plus efficacement dans la structure. Pour un diamètre supérieur à 0,3 mm, le phénomène de résonance quart d'onde redevient prépondérant.
Les canaux cylindriques dont le diamètre est compris entre 0,1 et 0,3 mm favorisent la dissipation de l'énergie de l'onde acoustique dans les cisaillements internes au gaz se produisant dans les couches limites apparaissant sur les parois des canaux.
Si le diamètre des canaux cylindriques est supérieur à 0,3 mm, la surface totale des parois devient insuffisante.
Le mécanisme d'absorption de cette nouvelle structure est dû à une dissipation visqueuse dans le gaz alors que, à
titre de comparaison, un système d'absorption acoustique classique utilise le principe du résonateur d'Helmholtz valable exclusivement pour l'absorption d'une fréquence particulière et doit être combiné, pour pouvoir absorber un spectre de fréquences plus large, avec des matériaux poreux non structuraux.
La compilation de l'état de la technique tend à montrer que tout absorbeur de bruit basé sur le principe du résonateur d'Helmholtz sera nécessairement épais car pour couvrir toute la gamme de fréquences à absorber il faudra associer à la structure résonante différents autres matériaux (nids d'abeille, feutres, etc.) en différentes épaisseurs. Or cette course à l'épaisseur peut entraîner un surpoids non négligeable.
Cette dissipation est due au cisaillement du fluide dans la couche limite apparaissant sur les parois internes de la structure poreuse.
Pour un diamètre inférieur à 0,1 mm, l'onde ne pénètre plus efficacement dans la structure. Pour un diamètre supérieur à 0,3 mm, le phénomène de résonance quart d'onde redevient prépondérant.
Les canaux cylindriques dont le diamètre est compris entre 0,1 et 0,3 mm favorisent la dissipation de l'énergie de l'onde acoustique dans les cisaillements internes au gaz se produisant dans les couches limites apparaissant sur les parois des canaux.
Si le diamètre des canaux cylindriques est supérieur à 0,3 mm, la surface totale des parois devient insuffisante.
Le mécanisme d'absorption de cette nouvelle structure est dû à une dissipation visqueuse dans le gaz alors que, à
titre de comparaison, un système d'absorption acoustique classique utilise le principe du résonateur d'Helmholtz valable exclusivement pour l'absorption d'une fréquence particulière et doit être combiné, pour pouvoir absorber un spectre de fréquences plus large, avec des matériaux poreux non structuraux.
La compilation de l'état de la technique tend à montrer que tout absorbeur de bruit basé sur le principe du résonateur d'Helmholtz sera nécessairement épais car pour couvrir toute la gamme de fréquences à absorber il faudra associer à la structure résonante différents autres matériaux (nids d'abeille, feutres, etc.) en différentes épaisseurs. Or cette course à l'épaisseur peut entraîner un surpoids non négligeable.
4 Enfin, du fait même de son architecture, le matériau selon l'invention, à la différence des solutions décrites dans la littérature, est un élément structural et peut être dimensionné comme tel. De plus, grâce aux allégements engendrés par sa porosité, ses performances mécaniques ramenées à sa densité apparente sont exceptionnelles (comportement structurel de type nid d'abeille). Aussi sa fonction d'absorbeur de bruit peut être considérée comme un atout supplémentaire. De ce fait l'application de cette invention aux moteurs d'aéronefs permettra de traiter le bruit à son point d'émission sans augmentation de l'encombrement.
Les techniques habituelles de fabrication des nids d'abeille (soudage de tôles gaufrées ou déploiement de feuilles métalliques percées) ne sont pas ici applicables en raison de l'échelle de l'objet. Aussi doit-on faire appel à d'autres techniques. Une de ces techniques est basée sur le formage à partir d'un bain chimique de nickel ultra-pur. La forme et le diamètre du trou seront déterminés par le mandrin utilisé et la paroi par l'épaisseur du dépôt chimique.
Selon la nature de l'alliage désiré pour fabriquer cette paroi, on peut procéder autrement. Après avoir rendu le mandrin conducteur de l'électricité grâce à un dépôt chimique de cuivre, on le revêt de nickel électrolytique aux fins de lui donner une rigidité suffisante pour sa manipulation. Ensuite le dépôt électrolytique est complété
par un dépôt de poudre d'alliage pré-revêtu par un alliage nickel-bore tel que décrit dans la demande de brevet français publiée sous le numéro FR 2 888 145, ou de poudre d'alliage dispersée dans un liant organique comme décrit dans la demande de brevet français publiée sous le numéro FR 2 888 141.
Des caractéristiques optionnelles de l'invention, complémentaires ou de substitution, sont énoncées ci-après:
- Le rapport entre la longueur et le diamètre des canaux est compris entre 90 et 110 environ.
- La rugosité de surface des canaux est inférieure à 0,01 1TLM.
- Chaque canal est entouré, selon une répartition angulaire
Les techniques habituelles de fabrication des nids d'abeille (soudage de tôles gaufrées ou déploiement de feuilles métalliques percées) ne sont pas ici applicables en raison de l'échelle de l'objet. Aussi doit-on faire appel à d'autres techniques. Une de ces techniques est basée sur le formage à partir d'un bain chimique de nickel ultra-pur. La forme et le diamètre du trou seront déterminés par le mandrin utilisé et la paroi par l'épaisseur du dépôt chimique.
Selon la nature de l'alliage désiré pour fabriquer cette paroi, on peut procéder autrement. Après avoir rendu le mandrin conducteur de l'électricité grâce à un dépôt chimique de cuivre, on le revêt de nickel électrolytique aux fins de lui donner une rigidité suffisante pour sa manipulation. Ensuite le dépôt électrolytique est complété
par un dépôt de poudre d'alliage pré-revêtu par un alliage nickel-bore tel que décrit dans la demande de brevet français publiée sous le numéro FR 2 888 145, ou de poudre d'alliage dispersée dans un liant organique comme décrit dans la demande de brevet français publiée sous le numéro FR 2 888 141.
Des caractéristiques optionnelles de l'invention, complémentaires ou de substitution, sont énoncées ci-après:
- Le rapport entre la longueur et le diamètre des canaux est compris entre 90 et 110 environ.
- La rugosité de surface des canaux est inférieure à 0,01 1TLM.
- Chaque canal est entouré, selon une répartition angulaire
5 sensiblement uniforme, de six autres canaux écartés de celui-ci d'une distance minimale comprise entre 0,02 et 0,3 mm environ.
- L'axe de chacun desdits canaux forme un angle inférieur à
20 avec la normale à ladite première face à ladite pre-mière extrémité.
- Le corps comprend du nickel et/ou du cobalt et/ou un alliage de ceux-ci, notamment un superalliage à base de nickel et/ou de cobalt.
- Ladite première face est concave.
L'invention a également pour objet un carter de turbine aéronautique comprenant au moins un secteur constitué d'un corps poreux tel que défini plus haut, ainsi qu'un procédé
pour fabriquer un tel corps poreux, procédé dans lequel on dispose en couches une multiplicité de fils comprenant chacun un mandrin cylindrique d'un diamètre compris entre 0,1 et 0,3 mm environ en un matériau destructible par la chaleur, entouré d'une gaine à base de métal, la gaine de chaque fil étant en contact avec les gaines des fils voi-sins dans la même couche et avec les gaines de fils des couches voisines, et on effectue un traitement thermique pour éliminer les mandrins et lier les gaines entre elles en produisant une matrice métallique.
Le procédé selon l'invention peut comporter au moins cer-taines des particularités suivantes:
- Ledit mandrin est en matière organique.
- Ledit mandrin est en carbone.
- L'axe de chacun desdits canaux forme un angle inférieur à
20 avec la normale à ladite première face à ladite pre-mière extrémité.
- Le corps comprend du nickel et/ou du cobalt et/ou un alliage de ceux-ci, notamment un superalliage à base de nickel et/ou de cobalt.
- Ladite première face est concave.
L'invention a également pour objet un carter de turbine aéronautique comprenant au moins un secteur constitué d'un corps poreux tel que défini plus haut, ainsi qu'un procédé
pour fabriquer un tel corps poreux, procédé dans lequel on dispose en couches une multiplicité de fils comprenant chacun un mandrin cylindrique d'un diamètre compris entre 0,1 et 0,3 mm environ en un matériau destructible par la chaleur, entouré d'une gaine à base de métal, la gaine de chaque fil étant en contact avec les gaines des fils voi-sins dans la même couche et avec les gaines de fils des couches voisines, et on effectue un traitement thermique pour éliminer les mandrins et lier les gaines entre elles en produisant une matrice métallique.
Le procédé selon l'invention peut comporter au moins cer-taines des particularités suivantes:
- Ledit mandrin est en matière organique.
- Ledit mandrin est en carbone.
6 - La gaine est formée au moins en partie par dépôt chimique et/ou électrolytique de métal sur le mandrin.
=
- La gaine est formée au moins en partie par collage de particules de métal sur le mandrin et/ou sur ledit dépôt.
- On introduit des particules de métal dans les vides entre les fils avant ledit traitement thermique.
- Des particules de métal comportent un revêtement de brasure produisant lors du traitement thermique une liaison des particules de métal entre elles et/ou audit dépôt.
- Les composants métalliques en présence sont liés entre eux lors du traitement thermique par fusion d'un eutectique entre leurs métaux constitutifs et le carbone provenant du mandrin et/ou d'un liant ou adhésif organique.
- Avant le traitement thermique, on colle une extrémité de chaque fil sur un support plan commun s'étendant perpendi-culairement aux axes des fils, on cintre le support selon un arc de cercle, les axes des fils s'étendant alors radia-lement, et on introduit des particules de métal dans les vides entre les fils.
- Après le traitement thermique, on usine ladite matrice métallique pour former ladite première face concave.
- Après le traitement thermique, on élimine des traces de carbone subsistant dans les canaux.
- On ferme ladite extrémité opposée des canaux par une couche de métal rapportée sur la face correspondante de ladite matrice métallique.
Les caractéristiques et avantages de l'invention sont exposés plus en détail dans la description ci-après, avec référence aux dessins annexés.
=
- La gaine est formée au moins en partie par collage de particules de métal sur le mandrin et/ou sur ledit dépôt.
- On introduit des particules de métal dans les vides entre les fils avant ledit traitement thermique.
- Des particules de métal comportent un revêtement de brasure produisant lors du traitement thermique une liaison des particules de métal entre elles et/ou audit dépôt.
- Les composants métalliques en présence sont liés entre eux lors du traitement thermique par fusion d'un eutectique entre leurs métaux constitutifs et le carbone provenant du mandrin et/ou d'un liant ou adhésif organique.
- Avant le traitement thermique, on colle une extrémité de chaque fil sur un support plan commun s'étendant perpendi-culairement aux axes des fils, on cintre le support selon un arc de cercle, les axes des fils s'étendant alors radia-lement, et on introduit des particules de métal dans les vides entre les fils.
- Après le traitement thermique, on usine ladite matrice métallique pour former ladite première face concave.
- Après le traitement thermique, on élimine des traces de carbone subsistant dans les canaux.
- On ferme ladite extrémité opposée des canaux par une couche de métal rapportée sur la face correspondante de ladite matrice métallique.
Les caractéristiques et avantages de l'invention sont exposés plus en détail dans la description ci-après, avec référence aux dessins annexés.
7 La figure 1 est une vue partielle de la première face principale d'un corps poreux selon l'invention.
La figure 2 est une vue partielle du corps, en coupe selon la ligne II-II de la figure 1.
La figure 3 est une vue en coupe d'un secteur d'un carter de turbine aéronautique selon l'invention.
L'invention est illustrée ci-après par des exemples. Toutes les compositions sont données ici en poids.
Exemple 1 On se propose de fabriquer un corps poreux en nickel pur.
On utilise comme mandrin un fil cylindrique de révolution de diamètre 0,1 mm (la méthode ci-après est applicable quel que soit le diamètre du fil choisi, de 1 um à 3 mm), et quelle que soit la forme de sa section transversale). Il peut s'agir notamment d'un fil en polyamide ou en polyimide commercialisé en tant que fil de pêche. On réalise sur ce fil un dépôt chimique de nickel en procédant selon les quatre étapes suivantes séparées par des rinçages abondants avec de l'eau désionisée.
1. Préparation de la surface par dégraissage et mouil-lage.
2. Dépôt par adsorption d'un réducteur solide, le chic-rure d'étain SnC12, par immersion pendant au moins 5 min dans une solution saturée (5 g/1) de ce sel.
3. Dépôt sur la surface à traiter d'un catalyseur (palla-dium) par réduction à partir d'une solution acide (pH - 2) à 10 g/1 de PdC12 pendant au moins 5 min.
4. Dépôt de nickel proprement dit à partir d'un bain ayant la composition suivante:
. .
La figure 2 est une vue partielle du corps, en coupe selon la ligne II-II de la figure 1.
La figure 3 est une vue en coupe d'un secteur d'un carter de turbine aéronautique selon l'invention.
L'invention est illustrée ci-après par des exemples. Toutes les compositions sont données ici en poids.
Exemple 1 On se propose de fabriquer un corps poreux en nickel pur.
On utilise comme mandrin un fil cylindrique de révolution de diamètre 0,1 mm (la méthode ci-après est applicable quel que soit le diamètre du fil choisi, de 1 um à 3 mm), et quelle que soit la forme de sa section transversale). Il peut s'agir notamment d'un fil en polyamide ou en polyimide commercialisé en tant que fil de pêche. On réalise sur ce fil un dépôt chimique de nickel en procédant selon les quatre étapes suivantes séparées par des rinçages abondants avec de l'eau désionisée.
1. Préparation de la surface par dégraissage et mouil-lage.
2. Dépôt par adsorption d'un réducteur solide, le chic-rure d'étain SnC12, par immersion pendant au moins 5 min dans une solution saturée (5 g/1) de ce sel.
3. Dépôt sur la surface à traiter d'un catalyseur (palla-dium) par réduction à partir d'une solution acide (pH - 2) à 10 g/1 de PdC12 pendant au moins 5 min.
4. Dépôt de nickel proprement dit à partir d'un bain ayant la composition suivante:
. .
8 Nickel-triéthylènediamine Ni (H2NC2H4NH2) 0,14 M
Soude NaOH 1 M
Pentoxyde d'arsenic As205 6, 5.104 M
lmidazole N2C2H4 0,3 M
Hydrazine hydratée N2H4 , H20 2,06 M
Après immersion pendant une heure trente à 90 C, le fil est recouvert d'un dépôt de nickel très pur d'une épaisseur d'environ 20 pm.
Ce fil revêtu est débité en tronçons de longueur appropriée, de l'ordre de 1 cm. Les différents tronçons sont alors disposés parallèlement les uns aux autres dans un creuset en alumine. Les tronçons d'une première couche reposent sur le fond plan du creuset, chacun étant en contact avec deux voisins par des génératrices diamétralement opposées. Les couches suivantes sont déposées chacune sur la couche précédente, en quinconce. L'ensemble est surmonté d'un poids de quelques dizaines de grammes de façon à maintenir les tronçons en contact mutuel.
Le creuset est ensuite placé dans un four sous un vide meilleur que 10-3 Pa et chauffé jusqu'à 400 C, température à laquelle le matériau synthétique du mandrin se décompose et est ingéré par le système de pompage. Après un palier d'une heure une rampe de chauffage est effectuée à 70 C/min jusqu'à 1200 C suivie d'un palier d'un quart d'heure pour l'interdiffusion de chaque tube avec ses plus proches voisins. L'ensemble est ensuite refroidi.
A l'issue de cette opération on obtient un objet microporeux en nickel pur comportant des pores en forme de canaux cylindriques de révolution d'un diamètre D (figure 1)
Soude NaOH 1 M
Pentoxyde d'arsenic As205 6, 5.104 M
lmidazole N2C2H4 0,3 M
Hydrazine hydratée N2H4 , H20 2,06 M
Après immersion pendant une heure trente à 90 C, le fil est recouvert d'un dépôt de nickel très pur d'une épaisseur d'environ 20 pm.
Ce fil revêtu est débité en tronçons de longueur appropriée, de l'ordre de 1 cm. Les différents tronçons sont alors disposés parallèlement les uns aux autres dans un creuset en alumine. Les tronçons d'une première couche reposent sur le fond plan du creuset, chacun étant en contact avec deux voisins par des génératrices diamétralement opposées. Les couches suivantes sont déposées chacune sur la couche précédente, en quinconce. L'ensemble est surmonté d'un poids de quelques dizaines de grammes de façon à maintenir les tronçons en contact mutuel.
Le creuset est ensuite placé dans un four sous un vide meilleur que 10-3 Pa et chauffé jusqu'à 400 C, température à laquelle le matériau synthétique du mandrin se décompose et est ingéré par le système de pompage. Après un palier d'une heure une rampe de chauffage est effectuée à 70 C/min jusqu'à 1200 C suivie d'un palier d'un quart d'heure pour l'interdiffusion de chaque tube avec ses plus proches voisins. L'ensemble est ensuite refroidi.
A l'issue de cette opération on obtient un objet microporeux en nickel pur comportant des pores en forme de canaux cylindriques de révolution d'un diamètre D (figure 1)
9 d'environ 100 pm. Dans le cas idéal illustré sur la figure, chaque pore cylindrique 1 possède six voisins immédiats 2 dont il est séparé par une paroi en nickel pur 3 d'une épaisseur minimale e d'environ 40 pm. Les canaux 2 sont disposés selon une répartition angulaire uniforme, c'est-à-dire que les traces 4 de leurs axes dans le plan de la figure 1 sont situés aux sommets d'un hexagone régulier ayant pour centre la trace 5 de l'axe du canal 1. Dans la réalité la disposition des canaux peut être moins régu-hère.
Exemple 2 On enroule une grande longueur du fil synthétique utilisé
dans l'exemple 1 sur un montage en polytétrafluoroéthylène (PTFE) comprenant six barreaux cylindriques parallèles dont les axes sont disposés, en projection droite, selon les sommets d'un hexagone régulier. On réalise alors sur ce fil un dépôt chimique de cuivre en procédant selon les quatre étapes suivantes séparées par des rinçages abondants avec de l'eau désionisée.
1. Préparation de la surface par dégraissage et mouil-lage.
2. Dépôt par adsorption d'un réducteur solide, le chlo-rure d'étain SnC12, par immersion pendant au moins 5 min dans une solution saturée (5 g/1) de ce sel.
3.
Dépôt sur la surface à traiter d'un catalyseur (ar-gent) à partir d'une solution neutre à 10 g/1 de AgNO3 pendant au moins 5 min.
4.
Dépôt de cuivre proprement dit à partir d'un bain ayant la composition suivante:
Sulfate de cuivre CuS0416H20 0,1 M
Formaldéhyde HCHO
0,5 M
..
Tartrate double de sodium et de potassium KNaC4H406, 4H20 0,4 M
Soude NaOH 0,6 M
Après 30 minutes le fil a pris la couleur rouge caractéristique d'un dépôt de cuivre.
A la suite de cette opération, le fil devenu conducteur de l'électricité est plongé dans un bain de dépôt de nickel électrolytique classique et relié à la cathode.
Après 20 min de dépôt sous une densité de courant de 3 A/dm2 le fil est recouvert de 20 pm
Exemple 2 On enroule une grande longueur du fil synthétique utilisé
dans l'exemple 1 sur un montage en polytétrafluoroéthylène (PTFE) comprenant six barreaux cylindriques parallèles dont les axes sont disposés, en projection droite, selon les sommets d'un hexagone régulier. On réalise alors sur ce fil un dépôt chimique de cuivre en procédant selon les quatre étapes suivantes séparées par des rinçages abondants avec de l'eau désionisée.
1. Préparation de la surface par dégraissage et mouil-lage.
2. Dépôt par adsorption d'un réducteur solide, le chlo-rure d'étain SnC12, par immersion pendant au moins 5 min dans une solution saturée (5 g/1) de ce sel.
3.
Dépôt sur la surface à traiter d'un catalyseur (ar-gent) à partir d'une solution neutre à 10 g/1 de AgNO3 pendant au moins 5 min.
4.
Dépôt de cuivre proprement dit à partir d'un bain ayant la composition suivante:
Sulfate de cuivre CuS0416H20 0,1 M
Formaldéhyde HCHO
0,5 M
..
Tartrate double de sodium et de potassium KNaC4H406, 4H20 0,4 M
Soude NaOH 0,6 M
Après 30 minutes le fil a pris la couleur rouge caractéristique d'un dépôt de cuivre.
A la suite de cette opération, le fil devenu conducteur de l'électricité est plongé dans un bain de dépôt de nickel électrolytique classique et relié à la cathode.
Après 20 min de dépôt sous une densité de courant de 3 A/dm2 le fil est recouvert de 20 pm
10 de nickel pur.
Le fil ainsi revêtu est débité en tronçons de la longueur appropriée. Ces tronçons sont ensuite recouverts d'une épaisseur d'environ 100 pm d'un mélange de 80 parties de poudre du superalliage de nickel commercialisé sous la dénomination IN738* et de 20 parties d'un liant lui-même composé à parts égales d'une colle époxy et d'alcool éthylique servant de diluant, cette opération étant réalisée en faisant rouler les tronçons en présence du mélange poudre-liant entre une surface de support plane et une plaque d'appui plane, la distance entre ces deux plaques permettant de déterminer l'épaisseur du dépôt de poudre.
Les tronçons ainsi recouverts sont alors disposés dans un creuset lui-même placé
dans un four sous vide comme décrit dans l'exemple 1.
Au cours du palier à 400 C le matériau du mandrin et le liant se décomposent et sont ingérés par le système de pompage. La décomposition de la colle entraîne un dépôt de résidus de carbone à la surface de chaque grain de poudre de superalliage. Après un palier d'une heure une nouvelle rampe de chauffage est * Marque de commerce
Le fil ainsi revêtu est débité en tronçons de la longueur appropriée. Ces tronçons sont ensuite recouverts d'une épaisseur d'environ 100 pm d'un mélange de 80 parties de poudre du superalliage de nickel commercialisé sous la dénomination IN738* et de 20 parties d'un liant lui-même composé à parts égales d'une colle époxy et d'alcool éthylique servant de diluant, cette opération étant réalisée en faisant rouler les tronçons en présence du mélange poudre-liant entre une surface de support plane et une plaque d'appui plane, la distance entre ces deux plaques permettant de déterminer l'épaisseur du dépôt de poudre.
Les tronçons ainsi recouverts sont alors disposés dans un creuset lui-même placé
dans un four sous vide comme décrit dans l'exemple 1.
Au cours du palier à 400 C le matériau du mandrin et le liant se décomposent et sont ingérés par le système de pompage. La décomposition de la colle entraîne un dépôt de résidus de carbone à la surface de chaque grain de poudre de superalliage. Après un palier d'une heure une nouvelle rampe de chauffage est * Marque de commerce
11 effectuée à 70 C/min jusqu'à 1320 C suivie d'un palier d'un quart d'heure pour interdiffusion de chaque grain de poudre avec ses plus proches voisins et de chaque tube avec ses plus proches voisins. L'ensemble est ensuite refroidi.
A l'issue de cette opération on obtient un objet microporeux en alliage IN738*.
Chaque pore mesure environ 100 à 300 pm de diamètre et est séparé des pores voisins par une paroi en superalliage d'environ 200 pm.
Exemple 3 On procède comme dans l'exemple 2 pour obtenir un fil revêtu de 20 pm de nickel débité en tronçons.
On dépose par ailleurs sur les grains d'une poudre du superalliage de nickel commercialisé sous la dénomination Astrolloy*, d'un diamètre de 10 pm, une couche de brasure à base d'alliage nickel-bore de moins de 1 pm d'épaisseur, par la technique décrite dans FR 2777215, et la poudre ainsi revêtue est mélangée à
1 % de méthacrylate de méthyle commercialisé sous la dénomination Coatex P90*, éventuellement dilué par de l'eau pour la maniabilité du mélange. Les tronçons de fil nickelé sont roulés dans ce mélange comme décrit dans l'exemple 2 pour recevoir une couche d'environ 100 pm de poudre de superalliage revêtue.
Les tronçons ainsi recouverts sont alors disposés dans un creuset lui-même placé
dans un four sous vide comme décrit dans l'exemple I.
Au cours du palier à 400 C le matériau du mandrin se décompose. Après un palier d'une heure une rampe de chauffage est effectuée à 70 C/min jusqu'à 1120 C
suivie d'un palier d'un quart d'heure pour le brasage de chaque grain de poudre * Marque de commerce
A l'issue de cette opération on obtient un objet microporeux en alliage IN738*.
Chaque pore mesure environ 100 à 300 pm de diamètre et est séparé des pores voisins par une paroi en superalliage d'environ 200 pm.
Exemple 3 On procède comme dans l'exemple 2 pour obtenir un fil revêtu de 20 pm de nickel débité en tronçons.
On dépose par ailleurs sur les grains d'une poudre du superalliage de nickel commercialisé sous la dénomination Astrolloy*, d'un diamètre de 10 pm, une couche de brasure à base d'alliage nickel-bore de moins de 1 pm d'épaisseur, par la technique décrite dans FR 2777215, et la poudre ainsi revêtue est mélangée à
1 % de méthacrylate de méthyle commercialisé sous la dénomination Coatex P90*, éventuellement dilué par de l'eau pour la maniabilité du mélange. Les tronçons de fil nickelé sont roulés dans ce mélange comme décrit dans l'exemple 2 pour recevoir une couche d'environ 100 pm de poudre de superalliage revêtue.
Les tronçons ainsi recouverts sont alors disposés dans un creuset lui-même placé
dans un four sous vide comme décrit dans l'exemple I.
Au cours du palier à 400 C le matériau du mandrin se décompose. Après un palier d'une heure une rampe de chauffage est effectuée à 70 C/min jusqu'à 1120 C
suivie d'un palier d'un quart d'heure pour le brasage de chaque grain de poudre * Marque de commerce
12 avec ses plus proches voisins et de chaque tube avec ses plus proches voisins.
L'ensemble est ensuite refroidi.
Ainsi un simple traitement thermique permet à la fois de braser les grains de poudre ensemble et les tubes entre eux. Grâce au dépôt chimique d'alliage nickel-bore sur la poudre de superalliage, la paroi du tube obtenu après un recuit est dense et homogène. Les grains de poudre sont brasés entre eux.
A l'issue de cette opération on obtient un objet microporeux en Astrolloy*.
Chaque pore mesure environ 100 à 300 pm de diamètre et est séparé des pores voisins par une paroi en superalliage d'environ 200 pm.
Exemple 4 On utilise en tant que mandrin des mèches de fibres dites de coton pyrolyse, c'est-à-dire des mèches de carbone obtenues par cardage du coton naturel et pyrolyse sous pression réduite d'argon, d'un diamètre d'environ 0,1 mm.
Les fibres sont préalablement nickelées par une technique dite "au tonneau"
dans un bain de sulfamate de nickel classique. L'électrolyse est conduite le temps nécessaire pour obtenir une épaisseur de nickel comprise entre 20 et 40 pm.
Les mèches nickelées sont alors découpées en tronçons qui sont mélangées à la colle époxy diluée utilisée dans l'exemple 2 dans une proportion d'environ 95 % de mèches pour 5 % de colle et disposés parallèlement les uns aux autres dans un moule en PTFE. On obtient après durcissement de la colle un ensemble à forte porosité. Par injection à l'aide d'une seringue, cet ensemble est ensuite imprégné du mélange de poudre de superalliage Astrolloy* revêtue et de Coatex P90* utilisé
dans l'exemple 3. Après séchage dans une étuve à 90 C, le matériau est disposé
* Marque de commerce 12a dans un four vertical sous hydrogène préchauffé à 800 C. Il subit alors une rampe de température de 5 C par minute jusqu'à la température de 1100 C. Deux phénomènes concomitants se produisent alors: la brasure de nickel-bore qui enrobe les grains de poudre Astrolloy* fond avec pour conséquence le brasage des grains de poudre entre eux, et le carbone des mèches réagit avec l'hydrogène de l'atmosphère du four pour former du méthane. Après un palier de 8 heures et un refroidissement sous hydrogène jusqu'à la température d'environ 500 C puis un retour à la température ambiante _______________________________________ * Marque de commerce
L'ensemble est ensuite refroidi.
Ainsi un simple traitement thermique permet à la fois de braser les grains de poudre ensemble et les tubes entre eux. Grâce au dépôt chimique d'alliage nickel-bore sur la poudre de superalliage, la paroi du tube obtenu après un recuit est dense et homogène. Les grains de poudre sont brasés entre eux.
A l'issue de cette opération on obtient un objet microporeux en Astrolloy*.
Chaque pore mesure environ 100 à 300 pm de diamètre et est séparé des pores voisins par une paroi en superalliage d'environ 200 pm.
Exemple 4 On utilise en tant que mandrin des mèches de fibres dites de coton pyrolyse, c'est-à-dire des mèches de carbone obtenues par cardage du coton naturel et pyrolyse sous pression réduite d'argon, d'un diamètre d'environ 0,1 mm.
Les fibres sont préalablement nickelées par une technique dite "au tonneau"
dans un bain de sulfamate de nickel classique. L'électrolyse est conduite le temps nécessaire pour obtenir une épaisseur de nickel comprise entre 20 et 40 pm.
Les mèches nickelées sont alors découpées en tronçons qui sont mélangées à la colle époxy diluée utilisée dans l'exemple 2 dans une proportion d'environ 95 % de mèches pour 5 % de colle et disposés parallèlement les uns aux autres dans un moule en PTFE. On obtient après durcissement de la colle un ensemble à forte porosité. Par injection à l'aide d'une seringue, cet ensemble est ensuite imprégné du mélange de poudre de superalliage Astrolloy* revêtue et de Coatex P90* utilisé
dans l'exemple 3. Après séchage dans une étuve à 90 C, le matériau est disposé
* Marque de commerce 12a dans un four vertical sous hydrogène préchauffé à 800 C. Il subit alors une rampe de température de 5 C par minute jusqu'à la température de 1100 C. Deux phénomènes concomitants se produisent alors: la brasure de nickel-bore qui enrobe les grains de poudre Astrolloy* fond avec pour conséquence le brasage des grains de poudre entre eux, et le carbone des mèches réagit avec l'hydrogène de l'atmosphère du four pour former du méthane. Après un palier de 8 heures et un refroidissement sous hydrogène jusqu'à la température d'environ 500 C puis un retour à la température ambiante _______________________________________ * Marque de commerce
13 sous argon, on obtient un matériau microporeux avec des pores d'un diamètre d'environ 0,1 mm séparés par des parois dont l'épaisseur varie entre 50 et 200 gra, d'autres pores plus petits pouvant provenir des interstices entre les "
fibres revêtues.
Chacun des exemples 1 à 4 fournit un corps poreux présen-tant deux faces principales opposées planes, dont l'épaisseur est égale à la longueur des tronçons de fil utilisés, de l'ordre de 1 cm compte tenu du rapport à
respecter avec le diamètre du fil, et qui comporte des pores cylindriques 1 perpendiculaires à ces deux faces et débouchant dans celles-ci. On peut alors obtenir un corps poreux plan selon l'invention, dont les pores sont fermés à
une extrémité, en recouvrant l'une des faces principales d'une couche métallique continue 6 (figure 2), par exemple sous forme d'une tôle de 0,5 mm d'épaisseur brasée au corps de base, ou en bouchant les pores avec une poudre métal-lique en suspension, par enduction ou projection.
On peut également réaliser un secteur d'un carter de tur-bine aéronautique selon l'invention en usinant le corps de base pour obtenir une face à profil en arc convexe et une face à profil en arc concave, l'obturation des pores étant ensuite effectuée sur la face convexe. Dans ce cas la longueur des tronçons de fil doit être supérieure à
l'épaisseur du secteur à obtenir, et les axes des canaux ne sont normaux à la face concave qu'à mi-longueur de l'arc, et présentent une inclinaison croissante par rapport à la normale en allant vers chacune des extrémités de l'arc.
Exemple 5 Il s'agit cette fois de fabriquer un secteur de carter destiné à une turbine aéronautique, sans devoir procéder à
l'usinage nécessaire dans les exemples précédents. Un carter d'un diamètre intérieur d'environ 1 mètre est par exemple subdivisé en 12 secteurs.
fibres revêtues.
Chacun des exemples 1 à 4 fournit un corps poreux présen-tant deux faces principales opposées planes, dont l'épaisseur est égale à la longueur des tronçons de fil utilisés, de l'ordre de 1 cm compte tenu du rapport à
respecter avec le diamètre du fil, et qui comporte des pores cylindriques 1 perpendiculaires à ces deux faces et débouchant dans celles-ci. On peut alors obtenir un corps poreux plan selon l'invention, dont les pores sont fermés à
une extrémité, en recouvrant l'une des faces principales d'une couche métallique continue 6 (figure 2), par exemple sous forme d'une tôle de 0,5 mm d'épaisseur brasée au corps de base, ou en bouchant les pores avec une poudre métal-lique en suspension, par enduction ou projection.
On peut également réaliser un secteur d'un carter de tur-bine aéronautique selon l'invention en usinant le corps de base pour obtenir une face à profil en arc convexe et une face à profil en arc concave, l'obturation des pores étant ensuite effectuée sur la face convexe. Dans ce cas la longueur des tronçons de fil doit être supérieure à
l'épaisseur du secteur à obtenir, et les axes des canaux ne sont normaux à la face concave qu'à mi-longueur de l'arc, et présentent une inclinaison croissante par rapport à la normale en allant vers chacune des extrémités de l'arc.
Exemple 5 Il s'agit cette fois de fabriquer un secteur de carter destiné à une turbine aéronautique, sans devoir procéder à
l'usinage nécessaire dans les exemples précédents. Un carter d'un diamètre intérieur d'environ 1 mètre est par exemple subdivisé en 12 secteurs.
14 Des tronçons de fil nickelé préparés comme dans l'exemple 3 et découpés à une longueur appropriée sont disposés verticalement sur une plaque horizontale en PTFE ayant une épaisseur d'environ 1 mm, une longueur et une largeur égales respectivement à la longueur d'arc et à la longueur axiale du secteur à
réaliser. La surface totale de la plaque étant recouverte par les tronçons de fil nickelé, l'extrémité de ceux-ci y est collée avec une colle de type cyanoacrylate. La colle étant polymérisée, la plaque en PTFE est cintrée, de telle sorte que les tronçons de fil s'étendent radialement vers l'extérieur et présentent un écartement mutuel dans la direction circonférentielle qui va en croissant à partir de la plaque, le revêtement de nickel assurant la rigidité des tronçons. Les vides ainsi formés sont remplis du mélange de poudre de superalliage Astrolloy* revêtue et de Coatex P90* utilisé
dans l'exemple 3, cette poudre pouvant être remplacée en partie par des sphères creuses en nickel telles que des sphères d'un diamètre de l'ordre de 0,5 mm commercialisées par la Société ATECA. Après séchage à l'étuve pendant une nuit à 70 C, la plaque de PTFE est retirée, l'ensemble fibres, poudre et colle étant mécaniquement solide. L'ensemble est introduit dans un four sous vide. Lorsque la pression dans l'enceinte est inférieure à environ 10-3 Pa, l'ensemble est porté à une température de 450 C pendant 1 heure aux fins de dégazage et d'élimination des produits organiques (mandrin et méthacrylate de méthyle). La décomposition du méthacrylate entraîne un dépôt de résidus de carbone à la surface de chaque grain de poudre de superalliage. Une nouvelle rampe de chauffage est effectuée à
70 C/min jusqu'à 1320 C et suivie d'un palier d'un quart d'heure pour l'interdiffusion de chaque grain de poudre avec ses plus proches voisins et de chaque tube avec ses plus proches voisins. L'ensemble est ensuite refroidi.
Comme dans les exemples précédents, l'eutectique Ni-carbone a agi comme brasure et a assuré la réunion des grains de poudre entre eux et s'est ensuite solidifié
grâce à la diffusion du carbone dans l'alliage. Après refroidissement on obtient un corps poreux 10 (figure 3) en forme d'arc de cercle traversé par une multitude de ____ * Marque de commerce canaux 11 de 0,1 mm de diamètre séparés les uns des autres par des parois 12 d'une épaisseur minimale de quelques centièmes de millimètre au voisinage de la face concave du corps et de quelques dixièmes de millimètre au voisinage de 5 sa face convexe. Les pores sont ensuite obturés par une couche métallique 13 analogue à la couche 6 de la figure 2, appliquée sur la face convexe.
Des secteurs tels que celui de la figure 3 peuvent être 10 utilisés sur toute la périphérie du carter, ou sur une partie seulement de celle-ci.
Bien que dans les exemples ci-dessus on ait utilisé comme mandrin un fil de section circulaire en raison de sa dispo-
réaliser. La surface totale de la plaque étant recouverte par les tronçons de fil nickelé, l'extrémité de ceux-ci y est collée avec une colle de type cyanoacrylate. La colle étant polymérisée, la plaque en PTFE est cintrée, de telle sorte que les tronçons de fil s'étendent radialement vers l'extérieur et présentent un écartement mutuel dans la direction circonférentielle qui va en croissant à partir de la plaque, le revêtement de nickel assurant la rigidité des tronçons. Les vides ainsi formés sont remplis du mélange de poudre de superalliage Astrolloy* revêtue et de Coatex P90* utilisé
dans l'exemple 3, cette poudre pouvant être remplacée en partie par des sphères creuses en nickel telles que des sphères d'un diamètre de l'ordre de 0,5 mm commercialisées par la Société ATECA. Après séchage à l'étuve pendant une nuit à 70 C, la plaque de PTFE est retirée, l'ensemble fibres, poudre et colle étant mécaniquement solide. L'ensemble est introduit dans un four sous vide. Lorsque la pression dans l'enceinte est inférieure à environ 10-3 Pa, l'ensemble est porté à une température de 450 C pendant 1 heure aux fins de dégazage et d'élimination des produits organiques (mandrin et méthacrylate de méthyle). La décomposition du méthacrylate entraîne un dépôt de résidus de carbone à la surface de chaque grain de poudre de superalliage. Une nouvelle rampe de chauffage est effectuée à
70 C/min jusqu'à 1320 C et suivie d'un palier d'un quart d'heure pour l'interdiffusion de chaque grain de poudre avec ses plus proches voisins et de chaque tube avec ses plus proches voisins. L'ensemble est ensuite refroidi.
Comme dans les exemples précédents, l'eutectique Ni-carbone a agi comme brasure et a assuré la réunion des grains de poudre entre eux et s'est ensuite solidifié
grâce à la diffusion du carbone dans l'alliage. Après refroidissement on obtient un corps poreux 10 (figure 3) en forme d'arc de cercle traversé par une multitude de ____ * Marque de commerce canaux 11 de 0,1 mm de diamètre séparés les uns des autres par des parois 12 d'une épaisseur minimale de quelques centièmes de millimètre au voisinage de la face concave du corps et de quelques dixièmes de millimètre au voisinage de 5 sa face convexe. Les pores sont ensuite obturés par une couche métallique 13 analogue à la couche 6 de la figure 2, appliquée sur la face convexe.
Des secteurs tels que celui de la figure 3 peuvent être 10 utilisés sur toute la périphérie du carter, ou sur une partie seulement de celle-ci.
Bien que dans les exemples ci-dessus on ait utilisé comme mandrin un fil de section circulaire en raison de sa dispo-
15 nibilité, il est également possible d'utiliser un mandrin de section non circulaire, notamment polygonale.
Si nécessaire un traitement par ultrasons du corps poreux peut être effectué pour éliminer des traces de carbone subsistant après traitement thermique sur les parois des canaux et obtenir une surface très lisse.
Si nécessaire un traitement par ultrasons du corps poreux peut être effectué pour éliminer des traces de carbone subsistant après traitement thermique sur les parois des canaux et obtenir une surface très lisse.
Claims (23)
1. Corps poreux métallique possédant des première et deuxième faces principales opposées et propre à atténuer un bruit produit ou transmis par un courant de gaz balayant une première desdites faces principales, ledit corps présentant des pores (1, 2) sous la forme de canaux cylindriques ayant chacun une première extrémité et une seconde extrémité opposée à la première extrémité, les canaux cylindriques ayant chacun un axe s'étendant sensiblement selon une ligne droite perpendiculaire à ladite première face, débouchant par la première extrémité
dans ladite première face et fermé à la deuxième extrémité opposée, chacun des canaux ayant un diamètre (D) compris entre 0,1 et 0,3 mm environ et étant situé, sur une partie au moins de sa longueur, à une distance minimale (e) de ses plus proches voisins comprise entre 0,02 et 0,3 mm environ, et un rapport entre la longueur et le diamètre des canaux étant supérieur à 10.
dans ladite première face et fermé à la deuxième extrémité opposée, chacun des canaux ayant un diamètre (D) compris entre 0,1 et 0,3 mm environ et étant situé, sur une partie au moins de sa longueur, à une distance minimale (e) de ses plus proches voisins comprise entre 0,02 et 0,3 mm environ, et un rapport entre la longueur et le diamètre des canaux étant supérieur à 10.
2. Corps poreux selon la revendication 1, dans lequel le rapport entre la longueur et le diamètre des canaux est compris entre 90 et 110 environ.
3. Corps poreux selon la revendication 1 ou 2, dans lequel la rugosité de surface des canaux est inférieure à 0,01 mm.
4. Corps poreux selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel chaque canal (1) est entouré, selon une répartition angulaire sensiblement uniforme, de six autres canaux (2) écartés de celui-ci d'une distance minimale comprise entre 0,02 et 0,3 mm environ.
5. Corps poreux selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel l'axe de chacun desdits canaux forme un angle inférieur à 20° avec la normale à
ladite première face à sa première extrémité.
ladite première face à sa première extrémité.
6. Corps poreux selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, comprenant du nickel et/ou du cobalt et/ou un alliage de ceux-ci.
7. Corps poreux selon la revendication 6, dans lequel ledit alliage est un superalliage à base de nickel et/ou de cobalt.
8. Corps poreux selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel ladite première face est concave.
9. Carter de turbine aéronautique comprenant au moins un secteur constitué
d'un corps poreux selon la revendication 8.
d'un corps poreux selon la revendication 8.
10. Procédé pour fabriquer le corps poreux selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, dans lequel on dispose sensiblement selon des lignes droites parallèles entre elles une multiplicité de fils comprenant chacun un mandrin cylindrique d'un diamètre compris entre 0,1 et 0,3 mm environ en un matériau destructible par la chaleur, entouré d'une gaine à base de métal, les fils étant agencés en rangées et la gaine de chaque fil étant en contact avec les gaines des fils voisins dans la même rangée et avec les gaines de fils des rangées voisines, et on effectue un traitement thermique pour éliminer les mandrins et lier les gaines entre elles en produisant une matrice métallique.
11. Procédé selon la revendication 10, dans lequel ledit mandrin est en matière organique.
12. Procédé selon la revendication 10, dans lequel ledit mandrin est en carbone.
13. Procédé selon l'une quelconque des revendications 10 à 12, dans lequel la gaine est formée au moins en partie par dépôt chimique et/ou électrolytique de métal sur le mandrin.
14. Procédé selon l'une quelconque des revendications 10 à 13, dans lequel la gaine est formée au moins en partie par collage de particules de métal sur le mandrin et/ou sur ledit dépôt.
15. Procédé selon la revendication 14, dans lequel on introduit les particules de métal dans des vides entre les fils avant ledit traitement thermique.
16. Procédé selon l'une quelconque des revendications 10 à 13, dans lequel on introduit des particules de métal dans des vides entre les fils avant ledit traitement thermique.
17. Procédé selon l'une quelconque des revendications 14 à 16, dans lequel les particules de métal comportent un revêtement de brasure produisant lors du traitement thermique une liaison des particules de métal entre elles et/ou audit dépôt.
18. Procédé selon l'une quelconque des revendications 10 à 17, dans lequel le traitement thermique comprend une fusion d'un eutectique entre des métaux constitutifs de composants métalliques présents et le carbone provenant du mandrin et/ou d'un liant ou adhésif organique.
19. Procédé selon l'une quelconque des revendications 14, 15, 16 et 17 pour fabriquer le corps poreux dans lequel la première face est concave, dans lequel, avant le traitement thermique, on colle une extrémité de chaque fil sur un support plan commun s'étendant perpendiculairement aux axes des fils, on cintre le support selon un arc de cercle, les axes des fils s'étendant alors radialement, et on introduit les particules de métal dans les vides entre les fils.
20. Procédé selon l'une quelconque des revendications 10, 11, 12 et 13, pour fabriquer le corps poreux dans lequel la première face est concave, dans lequel, avant le traitement thermique, on colle une extrémité de chaque fil sur un support plan commun s'étendant perpendiculairement aux axes des fils, on cintre le support selon un arc de cercle, les axes des fils s'étendant alors radialement, et on introduit des particules de métal dans les vides entre les fils.
21. Procédé selon l'une des revendications 10 à 18, pour fabriquer le corps poreux dans lequel la première face est concave, dans lequel, après le traitement thermique, on usine ladite matrice métallique pour former ladite première face concave.
22. Procédé selon l'une quelconque des revendications 10 à 21, dans lequel, après le traitement thermique, on élimine des traces de carbone subsistant dans les canaux.
23. Procédé selon l'une quelconque des revendications 10 à 22, dans lequel on ferme les secondes extrémités des canaux par une couche de métal rapportée sur la face correspondante de ladite matrice métallique.
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| PCT/FR2006/002823 WO2007077343A1 (fr) | 2005-12-23 | 2006-12-21 | Corps poreux metallique propre a attenuer le bruit des turbines aeronautiques |
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| CA2634548A1 CA2634548A1 (fr) | 2007-07-12 |
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ID=37256788
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CA2634548A Active CA2634548C (fr) | 2005-12-23 | 2006-12-21 | Corps poreux metallique propre a attenuer le bruit des turbines aeronautiques |
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