Pièce à surface vitreuse, vitrocristalline ou céramique, munie d'un dépôt métallique,
et procédé pour sa fabrication
La présente invention se rapporte à une pièce à surface en matière vitreuse, vitrocristalline ou céramique munie d'un dépôt métallique.
Il est connu de métalliser des matériaux divers par le dépôt de métal sous vide, par pulvérisation du métal fondu ou en mettant le substrat en contact avec des liquides contenant des composants qui réagissent pour former un revêtement métallique in situ. La métallisation industrielle doit parfois être exécutée dans des conditions où aucune de ces méthodes n'est entièrement appropriée, notamment pour des raisons économiques ou à cause de la difficulté de limiter le dépôt de métal à des endroits prédéterminés du substrat.
Une autre méthode de métallisation ayant des avantages particuliers est le dépôt par abrasion dont la caractéristique essentielle est le transfert du métal au substrat par suite du frottement entre le substrat et une pièce de métal d'apport qui peut par exemple avoir la forme d'un disque mis en rotation en contact avec le substrat.
La simplicité de cette méthode ainsi que le contrôle aisé du dépôt métallique qu'elle permet dans certains cas lui assurent un intérêt potentiel particulier pour la fabrication de certaines pièces métallisées, par exemple des feuilles de verre portant des bandes de revêtement métallique aptes à conduire un courant électrique pour le chauffage par résistance. Cependant, en utilisant les pièces de métal d'apport proposées jusqu'ici, il est très difficile de déposer d'une manière satisfaisante, des revêtements sur des verres et matériaux vitrocristallins divers, sauf lorsqu'on peut accepter une résistance électrique supérieure, et souvent très supérieure à 0,5 ohm par carré.
La réalisation par frottement de dépôts métalliques plus épais ou plus conducteurs, était impossible ou s'accompagnait de forces tangentielles et de pression telles qu'elles impliquaient un risque réel de briser ou de défoncer considérablement de substrat, particulièrement dans le cas de feuilles de verre de composition ordinaire, qu'on tuilise généralement pour les vitres.
On a maintenant découvert que ladite difficulté peut être surmontée par l'utilisation d'une pièce de métal d'apport composée d'un alliage sélectionné dans un assortiment d'alliages d'aluminium.
Par conséquent, la présente invention a pour objet une pièce à surface en matière vitreuse, vitrocristalline ou céramique, sur laquelle on a appliqué un dépôt métallique par abrasion, caractérisée en ce que le dépôt est constitué par un alliage d'aluminium et qu'il possède une résistance inférieure à 0,3 ohm par carré.
De préférence, la dépôt possède une résistance d'au plus 0,06 ohm par carré.
Le terme vitrocristallin , tel qu'on l'utilise ici, désigne un matériau obtenu en créant par traitement thermique, une ou plusieurs phases cristallines dans une matière initialement vitreuse.
Le terme céramique désigne une masse cohérente et réfractaire de cristaux avec ou sans liant obtenue par la cuisson de matières choisies.
La question de savoir si, oui ou non, un dépôt métallique donné a été appliqué par abrasion, peut être résolue en examinant la surface du substrat au-dessous de dépôt. Celle-ci prend parfois la forme d'un léger enfoncement de la surface du substrat où le métal a été déposé; un tel enfoncement se produit par le fluage local du matériau du substrat. Dans le cas de beaucoup de substrats entrant dans le cadre de l'invention, en particulier dans le cas des verres sodo-calciques ordinaires, la surface présente des micro-abrasions. Ces micro-abrasions n'abaissent pas substantiellement la résistance à la traction du verre, notamment pas plus que les défauts superficiels qui apparaissent inévitablement pendant la manutention et l'usage normaux des produits verriers.
La surface du substrat devrait de préférence du moins, être dépourvue de fissures ou glaçures visibles à l'oeil nu. Au contraire, les pièces de verre métallisées par friction comme proposé auparavant, présentent soit une très haute résistance électrique, soit des fissures qui abaissent substantiellement la résistance à la traction.
Les alliages d'aluminium préférés, que s spéci- fiés ci-dessous, permettent la formation de dépôts d'une résistance moindre que 0,3 ohm par carré, et de préférence 0,06 ohm par carré.
Les alliages préférés comprennent de l'aluminium et au moins 0,1ff/o en poids d'un ou plusieurs métaux secondaires formant avec l'aluminium, un eutectique à moins de 20 /o en poids du métal secondaire, ledit alliage ayant une température de liquidus ne dépassant pas la température de fusion de l'aluminium de plus de 40 C (donc ne dépassant pas 7000 C) et ayant une résistivité électrique de 4 micro-ohms-cm. Ces alliages peuvent être déposés facilement par friction sans appliquer au substrat des forces qui pourraient être nuisibles, particulièrement pour le verre ordinaire.
Avantageusement, on utilise un alliage à base d'aluminium défini ci-dessus qui comporte au moins un des métaux du groupe suivant: antimoine, bismuth, cadmium, indium, plomb, tellure et silicium Des alliages à base d'aluminium qui contiennent ces métaux secondaires, ont souvent une résistance très satisfaisante à la corrosion sous l'action de l'eau sous forme liquide ou vapeur.
On a constaté qu'il est particulièrement avantageux d'utiliser un alliage à base d'aluminium contenant 0,41,6O/o en poids d'antimoine ou 2-10 /o en poids de silicium.
On peut obtenir de très bons résultats au moyen d'alliages qui de préférence, mais pas nécessairement, répondent aux conditions énoncées ci-dessus et contiennent au moins 0,10/o en poids (basé sur le poids total de l'alliage) d'un ou plusieurs métaux secondaires, présents au moins en partie dans la phase prédominante en solution solide dans l'aluminium, moins de i20/o en poids de I'alliage étant formés d'une ou plusieurs autres phases contenant au moins un tel métal secondaire soluble dans l'aluminium.
Avantageusement, on utilise un alliage à base d'aluminium répondant à ces conditions et comprenant au moins un métal du groupe suivant: argent, cuivre, magnesium et zinc. Ces métaux sont solubles à l'état solide dans l'aluminium, à des teneurs variées, à condition que le refroidissement ne soit pas trop lent.
On a constaté qu'une quantité trop grande du métal secondaire dans une phase séparée affecte défavorablement la qualité du dépôt métallique.
Très avantageusement, on utilise un alliage à base d'aluminium contenant de 2S0/o en poids de zinc.
De préférence, l'alliage d'aluminium utilisé a une dureté Brinell qui ne dépasse pas 100. Dans les meilleures formes d'exécution, l'alliage employé possède une dureté Brinell inférieure à 55.
On a trouvé avantageux que moins de 12 /o de l'alliage soit constitué par la ou les phases secondaires, c'est-à-dire par la ou les phases autres que la phase prédominante, laquelle nécessairement consiste en ou contient de l'aluminium.
Dans le présent mémoire, un eutectique est considéré comme formant une phase unique même s'il n'est pas impossible de distinguer deux phases différentes à grain fin, en observant sous un agrandissement considérable.
Avantageusement, lorsqu'on utilise un métal secondaire qui forme un eutectique avec l'aluminiun, on utilise la composition. eutectique elle-meme, de telle façon que l'alliage consiste en une phase unique suivant cette convention.
Dans une forme d'exécution particulière, la pièce formée d'une feuille de verre porte un dépôt d'alliage d'aluminium sur au moins une zone ayant la forme d'une bande de moins de 2 mm de largeur le dépôt possédant une résistance de moins de 0,3 ohm par carré et de préférence, 0,06 ohm par carré. Une telle feuille peut posséder une transparence qui n'est que légèrement inférieure à celle des feuilles de verre avant dépôt. En outre, les dépôts possèdent un bel aspect brillant. Les dépôts permettent un échauffement appréciable de la feuille par le passage de courants électriques importants. La métallisation est peu coûteuse et, les feuilles de verre métallisées possèdent une résistance mécanique comparable à celle des feuilles de verre non métallisées après quelques temps d'utilisation.
On va décrire ci-dessous plusieurs modes d'exécution de l'invention à titre d'exemples avec référence aux figures I et 2, qui représentant une lunette arrière ou lucarne de voiture suivant deux projections perpendiculaires.
Le vitrage 1 est formé d'une feuille de verre silicosodocalcique ordinaire trempée thermiquement et bombée de manière à former une lunette arrière de voiture.
Huit dépôts linéaires parallèles 2 ont alors été réalisés par rotation d'un disque métallique en contact avec le verre et déplacement relatif entre le disque et le verre, de telle sorte que Ia zone de contact balaye toute la longueur du verre. Ensuite, des bandes collectrices 3 ont été formées de façon connue en soi par dépôt d'une suspension d'argent métallique dans le benzène; après séchage, il s'est formé des couches conductrices 3 de résistance assez faible pour distribuer le courant avec une répartition convenable entre les diverses bandes conductrices 2. Sur les bandes 3, des pièces de connexion 4 on été soudées au moyen de soudure à l'étain d'un type courant. La lunette arrière ainsi construite peut être chauffée avec succès par mise sous tension des connexions 4.
Les caractéristiques du procédé et du dépôt des bandes 2 sont les suivantes:
Longueur des bandes: I m
Largeur des bandes: 0,8 mIn
Epaisseur des dépôts: comprise entre 5 et 10 microns
Distance entre bandes: 30mm
Tension de service: 12 volts
Puissance dissipée dans la zone centrale: 600 W/m2
Résistance par ligne: 18 ohms
Résistance mesuré par tronçons: 0,7 à 4 ohms/dm
Résistance du dépôt par carré calculée: 5,6 à
32 milli-ohms
Composition de l'alliage du disque (en poids):
Alurninium: 98,90/o environ
Antimoine: 1,1 0/o
Diamètre du disque: 80 mm
Vitesse de rotation du disque: 200 tours par minute
Pression du disque sur le verre:
1 Kg
Vitesse de déplacement du verre sous le disque:
15 à 30 cm par minute
Une réduction de la résistance électrique pour une longueur déterminée de la bande peut être obtenue par l'utilisation d'un disque plus épais, par une augmentation de la vitesse du disque et de la pression et/ou par une réduction de la vitesse de translation du verre, relativement au disque. La résistance électrique d'une longueur détenninée de la bande est réduite de moitié lrosque double la vitesse de rotation du disque. Cependant, un disque plus épais crée un dépôt plus large donc gênant devantage la visibilité à travers la lunette arrière tandis qu'une pression exagérée peut détériorer le verre, créer des interruptions dans la couche et s'accompagner d'une déformation rapide du disque.
Si on désire obtenir le dégivrage adéquat d'une lunette arrière d'une voiture, avec une consommation minimum de puissance électrique, il y a intérêt à dissiper une plus grande puissance dans la partie centrale du verre, donc à y créer un dépôt de plus forte résistance. A cet effet, on préfère utiliser une vitesse de défilement du verre en contact avec le disque, qui soit plus grande pour la partie centrale de la ligne que pour les parties latérales. La variation de vitesse peut être réalisée par paliers ou de préférence d'une façon continue. On peut aussi déposer des lignes de résistances différentes, par exemple les bandes 5 peuvent avoir une plus haute résistance que les autres bandes.
La formation de ces couches sur la lunette arrière décrite ne réduit pas matériellement la résistance mécanique de la feuille de verre trempée thermiquement. En fait, la résistance mécanique immédiatement après métallisation des dépôts métalliques était proche de celle d'une lucarne identique trempée thermiquement (mais non métallisée) après quelques semaines ou quelques mois d'utilisation.
On a trouvé lors de tests comparatifs, que la résistance mécanique du verre est un peu moins affectée encore lorsque le verre est métallisé comme dans l'exemple précédent, mais en utilisant un disque composé de l'alliage suivant:
Aluminium 94,9 O/o en poids
Zinc: 4 oxo
Antimoine: 1,1 0/o
Les bandes conductrices formées au moyen de cet alliage possèdent substantiellement les mêmes propriétés électriques que celles de l'exemple précédent
Sous les bandes déposées par abrasion, suivant les exemples précédents, le substrat en verre montrait dans quelques rares cas, un affaissement par fluage de sa surface, d'envirion 0,5 à 1 micron.
En ce qui concerne les alliages utilisés dans les exemples ci-dessus, on sait que l'antimoine forme avec l'aluminium un eutectique à 1,1 /o en poids d'antimoine.
Concernant le second alliage, le zinc se trouve dans l'aluminium en solution solide à température ordinaire.
Les alliages utilisés dans les exemples ci-dessus possèdent une résistance convenable à la corrosion et leurs propriétés ne se déteriorent pas substantiellement lors de l'usage comme lunette arrière de voiture.
Des bandes métalliques conductrices possédant des propriétés voisines à celles des bandes formées dans les exemples cités ci-dessus on été réalisées par la même méthode en utilisant les alliages suivants:
AI 90 O/c - In 100/o
AI 90 O/o - Ag 100/o
Al 97,5 0/o - Sb 1,
5 0/o - Pb 10/o
Al 94 O/o - Sb 5 O/o - Pb 1 0/o
Al 95 /o - Ag 4 O/o - Sb 1 /o
AI 95 O/o - Cd 4 O/o - Sb 10/o
A1 98. /o - Mg i O/o - Sb 1 0/o
Al 95 O/o - In 4 O/o - Sb i 0/o
Al 99,5 oxo - Sb 0,5 O/o
Al 99,2 /o - Sb 0,
80/o
L'invention peut être utilisée en dehors de la fabrication de lunettes de voiture: on peut réaliser des résistances pour l'industrie électrique; pour former des dépôts métalliques de plus ou moins grande surface au lieu de bandes espacées, on peut déposer des bandes côte à côte ou avec un léger recouvrement.
L'invention peut être utilisée pour l'application de dépôs conducteurs en vue de former des bandes collectrices, telles que les bandes 3 (fig. 1), servant à l'alimentation en courant électrique des couches conductrices chauffantes; celles-ci peuvent dans ce cas être appliquées soit suivant l'invention, soit par toute autre méthode, par exemple par dépôt sous vide.
On peut aussi utiliser des pièces en céramique ou en verre métallisées suivant l'invention en vue de réaliser par l'intermédiaire de cette métallisation des liaisons céramique - métal ou verre - métal.
Lorsqu'on le désire, il est possible d'effectuer sur un dépôt suivant l'invention un dépôt de la même composition ou d'une autre composition, métallique ou non, par tout autre procédé, par exemple un dépôt électrolytique ou par pulvérisation de métal fondu, etc.
En particulier les dépôts à base d'aluminium peuvent être protégés par oxydation anodique.
Le tableau suivant indique pour quatre feuilles de verre (I-IV) des caractéristiques de dépôts d'alliage formant douze bandes d'un mètre de long, 0,6-0,7 mm de large et de 10-15 microns d'épaisseur, les zones étant espacées de 30 mm. Les dépôts sur chacune des quatre feuilles ont été obtenus au moyen d'un disque ayant un diamètre de +80 mm, et une épaisseur de 0,5 tournant à 330 tours par minute et appliqué avec une force de 3 Kg sur la surface du verre, la vitesse de défilement étant de 0,6 mètre par minute. On a utilisé un disque différent pour chaque fauille de verre. Le tableau indique les compositions des alliages d'aluminium formant les différents disques et les conditions électriques des dépôts d'alliage sur les feuilles et de leur utilisation.
Tabteau
Composition de l'alliage (pourcentages en poids) I II m IV
Si 5 1 0,9à1 0,9 à 1
Mg 1 0,9 à 1 0,9 à 1 0,5 0,5 0,5 Su 1,1 1,1
Zn 4,0 Al 95 97,5 le reste le reste
Propriétés électriques des dépôts et de leur utilisation:
Résistanoe électrique de chaque bande de dépôt (en ohms) 4,5 12,0 13,2 23,7
Résitance électrique de l'ensemble des bandes 0,375 1,0 1,1 1,97
Puissance dissipée en Watts (à 14 volts) 520 196 178 100
Résistance par carré (en milliohms) 2,9 7,8 8,6 15
Courant total en Ampères (à 14 Volts) 37 14 12,7 7,1
REVENDICATION I
Pièce ayant au moins une partie de sa surface en matière vitreuse, vitrocristalline ou céramique, sur laquelle on a appliqué un dépôt métallique par abrasion, caractérisée en ce que le dépôt est constitué par un alliage à base d'aluminium et qu'il possède une résistance inférieure à 0,3 ohm par carré.
SOUS-REVENDICATIONS
1. Pièce suivant la revendication I, caractérisée en ce que ladite couche possède une résistance inférieure à 0,06 ohm par carré.
2. Pièce suivant la revendication I, caractérisée en ce que sa surface sous la couche montre un affaissement réalisé sous pression par fluage du matériau de cette surface.
3. Pièce suivant les sous-revendications 1 et 2, caractérisée en ce que sa surface sous la couche est dépourvue de fissures visibles à l'oeil nu.
4. Pièce suivant la revendication I, caractérisée en ce que sa surface montre des micro-abrasions sous la couche d'alliage.
5. Pièce suivant la revendication I, caractérisée en ce que l'alliage à base d'aluminium comporte au moins 0,10/o en poids d'au moins un autre métal formant avec l'aluminium un eutectique à moins de 20 /o en poids dudit métal, ledit alliage possédant une température de liquidus qui ne dépasse pas la température de fusion de l'aluminium de plus de 400 C et ayant une résistivité électrique de 4 micro-ohms-centimètres au plus.
6. Pièce suivant la sous-revendication 5, caractérisée en ce que ledit alliage à base d'aluminium comprend au moins u nmétal du groupe: antimoine, bismuth, cadmium, indium, plomb, tellure et silicium.
7. Pièce suivant la sous-revendication 6, caractérisée en ce que ledit alliage contient de 0,4-1,60/0 en poids d'antimoine.
8. Pièce suivant la sous-revendication 6, caractérisée en ce que ledit alliage contient de 2-10 /o en poids de silicium.
9. Pièce suivant la revendication I, caractérisée en ce que ledit alliage comporte au moins 0,10/o en poids (basé sur le poids total de l'alliage) d'au moins un
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.
Part with a glassy, glass-crystalline or ceramic surface, provided with a metallic deposit,
and process for its manufacture
The present invention relates to a part with a surface made of vitreous, vitrocrystalline or ceramic material provided with a metallic deposit.
It is known to metallize various materials by vacuum deposition of metal, by spraying molten metal or by contacting the substrate with liquids containing components which react to form a metallic coating in situ. Industrial metallization must sometimes be carried out under conditions in which none of these methods is entirely suitable, in particular for economic reasons or because of the difficulty of limiting the deposition of metal at predetermined locations on the substrate.
Another metallization method having particular advantages is deposition by abrasion, the essential characteristic of which is the transfer of the metal to the substrate as a result of the friction between the substrate and a piece of filler metal which may for example have the shape of a disc rotated in contact with the substrate.
The simplicity of this method as well as the easy control of the metallic deposition that it allows in certain cases make it of particular potential interest for the manufacture of certain metallized parts, for example glass sheets bearing strips of metallic coating capable of conducting a electric current for resistance heating. However, using the filler metal parts heretofore proposed, it is very difficult to satisfactorily deposit coatings on various glass and crystal materials, except where higher electrical resistance can be accepted, and often much greater than 0.5 ohm per square.
The frictional production of thicker or more conductive metal deposits was impossible or was accompanied by tangential forces and pressure such as to imply a real risk of considerably breaking or shattering the substrate, particularly in the case of glass sheets. of ordinary composition, which is generally tiled for windows.
It has now been found that said difficulty can be overcome by using a piece of filler metal composed of an alloy selected from an assortment of aluminum alloys.
Consequently, the present invention relates to a part with a surface made of vitreous material, vitrocrystalline or ceramic, on which a metallic deposit has been applied by abrasion, characterized in that the deposit consists of an aluminum alloy and that it has a resistance of less than 0.3 ohm per square.
Preferably, the deposit has a resistance of at most 0.06 ohm per square.
The term vitrocrystalline, as used herein, denotes a material obtained by creating by heat treatment, one or more crystalline phases in an initially vitreous material.
The term ceramic denotes a coherent and refractory mass of crystals with or without binder obtained by firing selected materials.
The question of whether or not a given metallic deposit has been applied by abrasion can be resolved by examining the surface of the substrate below the deposit. This sometimes takes the form of a slight depression of the surface of the substrate where the metal has been deposited; such a depression occurs by the local creep of the material of the substrate. In the case of many substrates coming within the scope of the invention, in particular in the case of ordinary soda-lime glasses, the surface exhibits micro-abrasions. These micro-abrasions do not substantially lower the tensile strength of the glass, in particular any more than the surface defects which inevitably appear during normal handling and use of glass products.
The surface of the substrate should preferably at least be free of cracks or glazes visible to the naked eye. On the contrary, the glass parts metallized by friction as proposed previously, exhibit either a very high electrical resistance, or cracks which substantially lower the tensile strength.
Preferred aluminum alloys, as specified below, allow the formation of deposits of resistance less than 0.3 ohms per square, and more preferably 0.06 ohms per square.
Preferred alloys comprise aluminum and at least 0.1ff / o by weight of one or more secondary metals forming with aluminum, a eutectic less than 20 / o by weight of the secondary metal, said alloy having a temperature of liquidus not exceeding the melting temperature of aluminum by more than 40 C (therefore not exceeding 7000 C) and having an electrical resistivity of 4 micro-ohms-cm. These alloys can be easily deposited by friction without applying forces to the substrate which could be detrimental, particularly to ordinary glass.
Advantageously, an aluminum-based alloy defined above is used which comprises at least one of the metals of the following group: antimony, bismuth, cadmium, indium, lead, tellurium and silicon Aluminum-based alloys which contain these metals secondary, often have a very satisfactory resistance to corrosion under the action of water in liquid or vapor form.
It has been found that it is particularly advantageous to use an aluminum-based alloy containing 0.41.6O / o by weight of antimony or 2-10 / o by weight of silicon.
Very good results can be obtained by using alloys which preferably, but not necessarily, meet the conditions stated above and contain at least 0.10% by weight (based on the total weight of the alloy) d 'one or more secondary metals, present at least in part in the predominant phase in solid solution in aluminum, less than 120% by weight of the alloy being formed from one or more other phases containing at least one such metal secondary soluble in aluminum.
Advantageously, an aluminum-based alloy is used which meets these conditions and comprising at least one metal from the following group: silver, copper, magnesium and zinc. These metals are soluble in the solid state in aluminum, at various contents, provided that the cooling is not too slow.
It has been found that too much of the secondary metal in a separate phase adversely affects the quality of the metal deposit.
Very advantageously, an aluminum-based alloy containing 2S0 / o by weight of zinc is used.
Preferably, the aluminum alloy used has a Brinell hardness not exceeding 100. In the best embodiments, the alloy employed has a Brinell hardness of less than 55.
It has been found advantageous that less than 12% of the alloy consists of the secondary phase or phases, that is to say of the phase or phases other than the predominant phase, which necessarily consists of or contains aluminum.
In the present specification, a eutectic is considered to form a single phase although it is not indistinguishable from two different fine-grained phases when viewed under considerable magnification.
Advantageously, when a secondary metal is used which forms a eutectic with the aluminum, the composition is used. eutectic itself, such that the alloy consists of a single phase according to this convention.
In a particular embodiment, the piece formed of a sheet of glass bears an aluminum alloy deposit on at least one zone having the form of a strip less than 2 mm in width, the deposit having a resistance less than 0.3 ohm per square and preferably 0.06 ohm per square. Such a sheet can have a transparency which is only slightly lower than that of the glass sheets before deposition. In addition, the deposits have a nice shiny appearance. The deposits allow an appreciable heating of the sheet by the passage of significant electric currents. Metallization is inexpensive and the metallized glass sheets have a mechanical strength comparable to that of non-metallized glass sheets after some time of use.
Several embodiments of the invention will be described below by way of example with reference to FIGS. I and 2, which represent a rear window or car skylight in two perpendicular projections.
The glazing 1 is formed from a sheet of ordinary soda-lime glass thermally toughened and curved so as to form a car rear window.
Eight parallel linear deposits 2 were then produced by rotation of a metal disc in contact with the glass and relative displacement between the disc and the glass, so that the contact zone sweeps the entire length of the glass. Then, collector bands 3 were formed in a manner known per se by depositing a suspension of metallic silver in benzene; after drying, conductive layers 3 of resistance low enough to distribute the current with a suitable distribution between the various conductive strips 2 formed. On the strips 3, connection pieces 4 were welded by means of welding. tin of a common type. The rear window thus constructed can be successfully heated by energizing connections 4.
The characteristics of the process and of the deposition of the bands 2 are as follows:
Band length: I m
Band width: 0.8 mIn
Deposits thickness: between 5 and 10 microns
Distance between bands: 30mm
Operating voltage: 12 volts
Power dissipated in the central area: 600 W / m2
Resistance per line: 18 ohms
Resistance measured by sections: 0.7 to 4 ohms / dm
Deposit resistance per calculated square: 5.6 at
32 milli-ohms
Disc alloy composition (by weight):
Alurninium: 98.90 / o approximately
Antimony: 1.1 0 / o
Disc diameter: 80 mm
Disc rotation speed: 200 revolutions per minute
Pressure of the disc on the glass:
1 kg
Glass displacement speed under the disc:
15 to 30 cm per minute
A reduction in electrical resistance for a determined length of the strip can be obtained by using a thicker disc, by increasing the speed of the disc and the pressure and / or by reducing the translational speed. glass, relative to the disc. The electrical resistance of a fixed length of the strip is reduced by half when the speed of the disk is doubled. However, a thicker disc creates a larger deposit thus hindering visibility through the rear window while excessive pressure can deteriorate the glass, create gaps in the layer and be accompanied by rapid deformation of the disc.
If one wishes to obtain the adequate defrosting of a rear window of a car, with a minimum consumption of electrical power, it is in the interest of dissipating more power in the central part of the glass, thus creating an additional deposit there. strong resistance. For this purpose, it is preferred to use a speed of travel of the glass in contact with the disc, which is greater for the central part of the line than for the side parts. The speed variation can be carried out in stages or preferably continuously. It is also possible to deposit lines of different resistance, for example the bands 5 may have a higher resistance than the other bands.
The formation of these layers on the described rear window does not materially reduce the mechanical strength of the thermally toughened glass sheet. In fact, the mechanical resistance immediately after metallization of the metallic deposits was close to that of an identical thermally hardened (but not metallized) skylight after a few weeks or months of use.
It was found during comparative tests, that the mechanical strength of the glass is a little less affected still when the glass is metallized as in the previous example, but using a disc composed of the following alloy:
Aluminum 94.9 O / o by weight
Zinc: 4 oxo
Antimony: 1.1 0 / o
The conductive strips formed by means of this alloy have substantially the same electrical properties as those of the previous example.
Under the bands deposited by abrasion, according to the preceding examples, the glass substrate showed in a few rare cases a sag by creep of its surface, of about 0.5 to 1 micron.
As regards the alloys used in the above examples, it is known that the antimony forms with the aluminum a eutectic at 1.1% by weight of antimony.
Regarding the second alloy, zinc is found in aluminum in solid solution at room temperature.
The alloys used in the above examples have adequate corrosion resistance and their properties do not deteriorate substantially when used as a car rear window.
Conductive metal strips having properties similar to those of the strips formed in the examples cited above were produced by the same method using the following alloys:
AI 90 O / c - In 100 / o
AI 90 O / o - Ag 100 / o
Al 97.5 0 / o - Sb 1,
5 0 / o - Pb 10 / o
Al 94 O / o - Sb 5 O / o - Pb 1 0 / o
Al 95 / o - Ag 4 O / o - Sb 1 / o
AI 95 O / o - Cd 4 O / o - Sb 10 / o
A1 98. / o - Mg i O / o - Sb 1 0 / o
Al 95 O / o - In 4 O / o - Sb i 0 / o
Al 99.5 oxo - Sb 0.5 O / o
Al 99.2 / o - Sb 0,
80 / o
The invention can be used outside the manufacture of car glasses: resistors can be produced for the electrical industry; to form metal deposits of more or less large area instead of spaced bands, one can deposit bands side by side or with a slight overlap.
The invention can be used for the application of conductive deposits with a view to forming collecting bands, such as bands 3 (FIG. 1), serving to supply electric current to the heating conductive layers; these can in this case be applied either according to the invention or by any other method, for example by vacuum deposition.
Metallized ceramic or glass parts according to the invention can also be used with a view to producing ceramic-metal or glass-metal bonds by means of this metallization.
When desired, it is possible to carry out on a deposit according to the invention a deposit of the same composition or of another composition, metallic or not, by any other process, for example an electrolytic deposit or by spraying of molten metal, etc.
In particular, aluminum-based deposits can be protected by anodic oxidation.
The following table indicates for four sheets of glass (I-IV) the characteristics of alloy deposits forming twelve bands of one meter long, 0.6-0.7 mm wide and 10-15 microns thick , the zones being spaced 30 mm apart. The deposits on each of the four sheets were obtained by means of a disc having a diameter of +80 mm, and a thickness of 0.5 rotating at 330 revolutions per minute and applied with a force of 3 kg on the surface of the glass , the running speed being 0.6 meters per minute. A different disc was used for each glass scoop. The table indicates the compositions of the aluminum alloys forming the various discs and the electrical conditions of the alloy deposits on the sheets and of their use.
Tabteau
Composition of the alloy (percentages by weight) I II m IV
If 5 1 0.9 to 1 0.9 to 1
Mg 1 0.9 to 1 0.9 to 1 0.5 0.5 0.5 Su 1.1 1.1
Zn 4.0 Al 95 97.5 the rest the rest
Electrical properties of deposits and their use:
Electrical resistance of each deposit strip (in ohms) 4.5 12.0 13.2 23.7
Electrical resistance of all bands 0.375 1.0 1.1 1.97
Power dissipated in Watts (at 14 volts) 520 196 178 100
Resistance per square (in milliohms) 2.9 7.8 8.6 15
Total current in Amperes (at 14 Volts) 37 14 12.7 7.1
CLAIM I
Part having at least part of its surface made of vitreous, vitrocrystalline or ceramic material, on which a metallic deposit has been applied by abrasion, characterized in that the deposit consists of an aluminum-based alloy and that it has a resistance less than 0.3 ohm per square.
SUB-CLAIMS
1. Part according to claim I, characterized in that said layer has a resistance of less than 0.06 ohm per square.
2. Part according to claim I, characterized in that its surface under the layer shows a sag produced under pressure by creep of the material of this surface.
3. Part according to sub-claims 1 and 2, characterized in that its surface under the layer is devoid of cracks visible to the naked eye.
4. Part according to claim I, characterized in that its surface shows micro-abrasions under the alloy layer.
5. Part according to claim I, characterized in that the aluminum-based alloy comprises at least 0.10 / o by weight of at least one other metal forming with aluminum a eutectic at less than 20 / o by weight of said metal, said alloy having a liquidus temperature which does not exceed the melting temperature of aluminum by more than 400 C and having an electrical resistivity of 4 micro-ohm-centimeters at most.
6. Part according to sub-claim 5, characterized in that said aluminum-based alloy comprises at least u nmetal from the group: antimony, bismuth, cadmium, indium, lead, tellurium and silicon.
7. Part according to sub-claim 6, characterized in that said alloy contains 0.4-1.60 / 0 by weight of antimony.
8. Part according to sub-claim 6, characterized in that said alloy contains 2-10 / o by weight of silicon.
9. Part according to claim I, characterized in that said alloy comprises at least 0.10 / o by weight (based on the total weight of the alloy) of at least one
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