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Generic
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METAL
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cation
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epoxide
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Molecule
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water
(10)
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tin
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bismuth-tin
(4)
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indium-tin
(4)
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bismuth
(4)
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boron
(3)
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indium
(3)
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cadmium
(3)
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DES
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aluminium
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gallium
(2)
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mercury
(2)
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antimony
(2)
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carbon
(2)
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germanium
(1)
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phosphorus
(1)
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fluorine
(1)
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tetrafluoroethylene
(1)
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nitrogen
(1)
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epoxyacrylate
(1)
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Ce-
(1)
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habi
(1)
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titanium dioxide
(1)
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Gene Or Protein
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Etre
(9)
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Tre
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Cou
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Eti
(2)
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Lic
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Sys
(2)
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Est-a
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Cer
(1)
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Rela
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Pnm
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Nle
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Physical
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50 percent
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50,2 percent de
(1)
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24,8 percent de
(1)
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12,6 percent
(1)
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12,5 percent de
(1)
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205 s
(1)
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3 mm
(1)
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5,1 cm
(1)
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6 cm
(1)
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200 W
(1)
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de 1 mm
(1)
[57][_]
de 50 percent de
(1)
[58][_]
30 percent
(1)
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70 percent
(1)
[60][_]
Polymer
(5/ 6)
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Polyamide
(2)
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Nylon
(1)
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Teflon
(1)
[64][_]
Silicone
(1)
[65][_]
Kevlar
(1)
[66][_]
Disease
(1/ 2)
[67][_]
Tic
(2)
[68][_]
Chemical Role
(1/ 1)
[69][_]
dopants
(1)
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Publication
_________________________________________________________________
Number FR2522342A1
Family ID 2021589
Probable Assignee Bell Telephone Labor Inc
Publication Year 1983
Title
_________________________________________________________________
FR Title PROCEDE DE FORMATION D'UN REVETEMENT DE METAL SUR UNE FIBRE
ET FIBRE CORRESPONDANTE
Abstract
_________________________________________________________________
Fibers are coated with a metal layer by applying onto the fiber a
relatively high viscosity slurry comprising an alloy in the form of
liquid and solid phases. This allows application of metal coatings on
layers that do not "wet" with the liquid metal. For example, an
optical fiber having a soft polymer layer to reduce microbending
losses is coated with a metal to prevent moisture entry. An alloy of
bismuth-tin or indium-tin, among others, allows coating at a
relatively low temperature to prevent polymer degradation. Other
fibers for various uses can also be advantageously coated with this
technique.
L'INVENTION CONCERNE LA FABRICATION DE FIBRES.
ON FORME UNE COUCHE DE REVETEMENT EN METAL SUR UNE FIBRE 101 EN
APPLIQUANT A LA FIBRE UNE PATE DE VISCOSITE RELATIVEMENT ELEVEE QUI
CONSISTE EN UN ALLIAGE SOUS LA FORME DE PHASES LIQUIDE ET SOLIDE. CECI
PERMET L'APPLICATION DE REVETEMENTS DE METAL SUR DES COUCHES QUI NE
SONT PAS MOUILLEES PAR LE METAL LIQUIDE. ON PEUT PAR EXEMPLE REVETIR
AINSI UNE FIBRE OPTIQUE PORTANT UNE COUCHE DE POLYMERE, POUR EMPECHER
LA PENETRATION DE L'HUMIDITE. DES ALLIAGES TELS QUE BI-SN OU IN-SN,
ENTRE AUTRES, PERMETTENT D'EFFECTUER LE REVETEMENT A UNE TEMPERATURE
RELATIVEMENT BASSE, POUR EVITER LA DEGRADATION DU POLYMERE.
APPLICATIONS AUX FIBRES OPTIQUES.
Description
_________________________________________________________________
La presente invention concerne un procede de fabri- cation d'une fibre
revetue de metal, et des fibres fabriquees par ce procede, et elle
porte de preference sur une fibre op- tic en verre de silice ayant une
couche de revetement inte- rieure en polymere. Les fibres optiques
pour les telecommunications et d'autres utilisations sont constituees
de facon caracteristi- que par du verre de silice ou de la matiere
plastique, mais elles peuvent consister en autres matieres Des dopants
tels que le germanium, le phosphorus, le boron, le fluorine, etc, sont
incorpores de facon caracteristique pour obtenir un profil d'indice de
refraction desire dans la fibre, ou pour faciliter la fabrication de
la fibre, ou dans d'autres buts Quelle que soit la matiere, il est
habituellement souhaitable de proteger la fibre contre l'abrasion,
l'entree d'water et les pertes par microcourbures, entre autres Dans
ce but, on applique de fa- con caracteristique au moins un revetement
sur une fibre opti- que pendant la fabrication La technique la plus
caracteristi- que consiste a appliquer une couche de revetement
pendant l'etirage de la fibre a partir d'une preforme chauffee consis-
tant en verre ou en une autre matiere dont la fibre optique est
constituee Ceci constitue ce qu'on appelle un traitement "en ligne"
Cependant, on peut egalement former une fibre en une premiere
operation et la revetir ensuite en une operation separee A l'heure
actuelle, des revetements organiques, con- sistant de facon
caracteristique en polymeres, sont appliques en ligne en utilisant des
applicateurs a bac ouvert L'extru- sion de Nylon ou d'autres
polymeressur une fibre est egalement connue dans la technique.
Simultanement a la technologie de revetement par polymere, plusieurs
techniques ont ete developpees pour appli- quer sur des fibres des
matieres non organiques Dans certains cas, des matieres non
organiques, comme par exemple des metals, sont superieures aux
revetements de polymeres Ceci est parti- culierement vrai lorsqu'on
desire empocher la penetration d'humidite atteignant la fibre La
penetration d'humidite peut reduire la resistance a la traction de la
fibre et produire d'autres effets nuisibles Ceci est particulierement
important, par exemple, dans les fibres prevues pour etre utilisees
sous la mer ou pour etre enterrees directement dans le sol, o on ne
peut pas compter sur des couches exterieures de cablage pour empecher
completement la penetration d'humidite sur de longues periodes, dans
certains cas En outre, un revetement de metal sur une fibre peut faire
fonction de conducteur pour la transmission d'energie electrique pour
un repeteur, ou pour la signalisation, ou pour empocher un acces non
autorise a la fibre, entre autres.
Malheureusement, des revetements de metal appliques directement sur
une fibre optique en verre peuvent dans cer- tains cas degrader la
fibre, par action chimique et intersec- tion de plans de glissement Ce
dernier mecanisme produit a l'interface verre-metal des centres de
durcissement dont on pense qu'ils augmentent les pertes par
microcourbures En ou- tre, si on doit appliquer un revetement de
metal, il faut le deposer sur un sous-revetement organique Cependant,
le proce- de d'application du revetement de metal sur la couche
organi- que doit faire intervenir une temperature suffisamment basse
pour eviter une degradation notable de la couche organique.
Ceci est egalement le cas lorsque la fibre elle-meme consiste en une
matiere polymere, comme dans le cas de fibres en matie- re plastique.
les procedes actuels caracteristiques pour l'appli- cation de metals
sur des fibres comprennent le depot en phase vapeur, l'utilisation de
jets de plasma, ou l'utilisation de revetements formes par
solidification Un autre procede de revetement d'une fibre optique avec
un metal consiste a faire passer une fibre de silice a travers une
goutte de metal en fusion, le metal consistant par exemple en
aluminium ou en un alliage d'aluminium Ceci permet une vitesse de
revetement de la fibre relativement elevee Malheureusement, le procede
du metal en fusion necessite une temperature trop elevee pour
l'application sur de nombreuses matieres polymeres sans en- trainer de
degradation Les procedes d'application de metal de l'art anterieur
souffrent egalement de facon caracteristi- que d'une absence virtuelle
de mouillage entre le revetement de metal et une matiere organique, ce
qui rend l'application difficile sur des polymeres et d'autres
matieres organiques.
Certains metals sont difficiles a appliquer sur du verre de silice ou
d'autres matieres non organiques Il est donc sou- haitable de trouver
un autre procede pour appliquer une cou- che metallique sur une fibre
optique.
L'invention procure un procede de fabrication d'une fibre revetue de
metal, caracterise en ce qu'on confine ra- dialement autour d'une
fibre ou d'une couche intermediaire situee sur la fibre, une ptte
consistant en un alliage a phases multiples qui se presente sous la
forme d'une phase solide et d'une phase liquide, pendant qu'on fait
passer la fibre axialement a travers des moyens de confinement de
pate, et on refroidit la pate jusqu'a l'etat solide.
Le mode de realisation prefere de l'invention pro- cure un procede de
fabrication d'une fibre revttue de mntal, dans lequel on confine
radialement une pote consistant en un alliage a phases multiples qui
se presente sous la forme d'une phase solide et d'une phase liquide,
autour d'une fibre ou d'une couche intermediaire situee sur celle-ci,
pendant qu'on fait passer la fibre axialement a travers les moyens de
confinement de pate, et on refroidit la pate jusqu'a l'etat solide La
pate peut egalement comprendre d'autres constituants parmi lesquels
des constituants non metalliques Dans le cas de fibres optiques en
silice, la couche de metal est avanta- geusement appliquee sous la
forme d'un second revetement, sur une couche consistanten une matiere
polymere qui a ete appli- quee precedemment sur la fibre de silice
Dans les cas dans lesquels le metal est applique sur une matiere
polymere, on choisit l'alliage de metals de facon que la temperature
d'ap- plication soit suffisamment basse pour empocher une degradation
notable de la matiere polymere Dans un mode de realisation, la couche
de metal est appliquee sur une couche d'une matiere, par exemple une
matiere polymere, qui n'est pas "mouillee" par la forme en fusion de
l'alliage. L'invention sera mieux comprise a la lecture de la
description qui va suivre d'un mode de realisation et en se referant
aux dessins annexes sur lesquels: la figure 1 montre un systeme
caracteristique d'eti- rage en ligne, dans lequel une fibre optique en
verre est eti- ree a partir d'une preforme, puis revetue; et
La figure 2 montre un applicateur actuellement pre- fere pour revetir
une fibre optique conformement a la techni- que de l'invention. la
presente invention concerne le revetement de fi- bres avec un metal au
moyen d'un alliage a phases multiples.
Dans la technique de l'invention, on choisit des compositions
d'alliage de facon a obtenir un regime a phases multiples dans une
plage de temperature comprise entre le solidus et le li- quidus
L'alliage a phases multiples presente une viscosite effective qui est
superieure a celle de metals completement fondus et qui conduit a un
processus d'extrusion qui est sta- ble, au point de vue de la
dynamique des fluides, apres la sortie de l'applicateur.
Lorsqu'un alliage n'est pas un compose intermetal- lic ou une
composition eutectique, il se refroidit en pas- sant par un regime
melange, liquide plus solide Pendant le refroidissement dans ce
regime, il y a degagement d'une cha- leur de fusion qui correspond a
la quantite de la phase soli- de presente, et la chaleur de fusion de
l'alliage global est reduite, ce qui permet une solidification plus
rapide dans le processus de formation final Une solidification rapide
est souhaitable pour appliquer l'alliage a une faible pression au-
tour d'une fibre, a partir d'un applicateur Le revetement est effectue
de maniere continue avec une pate constituant l'allia- ge, en tirant
parti de la viscosite effective de la p Cte pour maintenir un
ecoulement stable a partir de l'applicateur, ce qui forme un filament
de metal qui enveloppe la fibre.
On utilise ici le terme "alliage" pour designer un melange metallique
de deux metals, ou plus, ou d'un ou plu- sieurs metals et d'un ou
plusieurs corps non metalliques Un
"alliage a phase multiples' est un alliage qui existe simul- tanement
en une ou plusieurs phases solides et une ou plusieurs phases
liquides, au moment du refroidissement a partir d'un bain en fusion,
en traversant une plage de temperature donnee au-dessus du solidus
L'expression "temperature de fusion ini- tiale" designe la temperature
la plus basse a laquelle l'allia- ge existe simultanement dans les
phases solide et liquide.
L'expression "etat solide" implique que l'alliage est au-des- sous de
la temperature du solidus, et toutes les phases sont alors des phases
solides L'expression "pate" designe un sys- teme solide-liquide
melange qui constitue l'alliage a phases multiples, a une temperature
a laquelle l'alliage existe a la fois dans une phase solide et dans
une phase liquide L'expres- sions "composition de l'alliage" designe
les proportions rela- tives des constituants d'un alliage, comprenant
les phases so- lide et liquide La p 4 te peut consister entierement en
un al- liage a phases multiples ou peut comprendre d'autres consti-
tuants metalliques ou non metalliques qui ne font pas partie du
systeme d'alliage a phases multiples L'expression "couche de metal"
designe une couche comprenant un metal qui est ap- pliquee
conformement a la technique de l'invention, mais cette couche peut
egalement comprendre d'autres constituants, comme il est envisage
ciapres L'expression "couche intermediaire" designe la couche
exterieure parmi une ou plusieurs couches de matiere qui sont
appliquees a la fibre avant l'application de la couche de metal de la
technique de l'invention.
Dans un but d'illustration, les alliages correspon- dant aux exemples
presentes ici consistent en deux consti- tants metalliques d'un
systeme ayant un eutectique Les sys- temes indium-tin (indium-tin) et
bismuth-tin (bismuth-tin) convien- nent bien pour realiser un
revetement exterieur, par extru- sion d'une p 9 te, sur des fibres
optiques rev Otues par une ma- tiere organique Tous deux sont des
systemes eutectiques ayant des temperatures de solidus basses,
respectivement de 11700 et 13900, et ils ont des regimes liquide plus
solide etendus, d'un cote au moins de la composition eutectique Le
systeme indium-tin a une plus faible temperature de solidus et il est
donc moins susceptible de produire une degradation thermi- que d'un
substrat en polymere Le systeme bismuth-tin a une temperature de
solidus un peu plus elevee mais il convient neanmoins pour effectuer
un revetement sur de nombreuses ma- tieres organiques On peut utiliser
de nombreux autres allia- ges a phases multiples; voir par exemple
l'ouvrage intitule Constitution of Binary Alloys, 2 ieme edition,M
Hansen, McGraw-Hill (1958) Un grand nombre des alliages connus ayant
une temperature de solidus relativement basse comprennent l'un au
moins des corps suivants: tin, bismuth, indium, plomb, gallium,
mercury, antimony ou cadmium Par exemple, le "metal de Wood" est une
composition eutectique d'environ 50,2 percent de bismuth, 24,8 percent
de plomb, 12,6 percent d'tin et 12,5 percent de cadmium, en poids, et
il a une temperature de fusion d'environ 700 C.
Si on change les proportions de ces constituants, on peut ob- tenir
divers alliages a phases multiples (non eutectiques) ayant une
temperature de fusion initiale relativement basse. la figure 1 montre
un systeme de revetement caracte- ristique, utilise pour les exemples
consideres ici Un four chauffe une preforme en verre (non representee)
a partir de laquelle on etire une fibre optique 101 La fibre traverse
un premier applicateur 102 dans lequel est appliquee une pre- miere
couche de revetement organique Si la couche organique est une resine
durcissable par ultraviolet, comme dans les exemples ci-apres, une
source de rayonnement ultraviolet (UV) (non representee) est placee
sous cet applicateur La fibre traverse ensuite un second applicateur
103 dans lequel la cou- che de revetement de metal de la technique de
l'invention est appliquee Il existe un bain d'water 104, avec un
embout flexi- ble, pour refroidir la couche de revetement en metal, et
le bain d'water est monte sur une structure de montage 105, mobile en
X-Y Malgre la representation separee faite dans un but de clarte, la
buse de sortie de l'applicateur de metal 103 est de facon
caracteristique immergee dans le bain d'water 104, com- me on
l'envisagera ci-apres de facon plus detaillee La fibre portant un
double revetement passe ensuite autour d'une poulie
106 pour se diriger vers un tambour recepteur 107 L'applica- teur de
metal 103 est accouple a une table X-Y, 108, sur la- quelle est monte
un reservoir chauffe 109 qui est relie a une conduite sous pression
110 Un thermocouple 111 mesure la tem- perature de l'alliage en fusion
dans le reservoir.
L'alliage est maintenu dans l'etat de fusion dans le reservoir chauffe
et dans le corps de l'applicateur, et il devient rapidement une pate
pres de la sortie de l'applicateur.
L'applicateur maintient un confinement radial de la p 6 te au- tour de
la fibre pendant que cette derniere traverse axialement l'applicateur
La pate se refroidit ensuite pour passer a l'etat solide dans le bain
d'water Un objectif de conception de l'applicateur de metal 103 est de
maintenir la distribution de temperature appropriee pour l'alliage
L'alliage doit etre maintenu a une viscosite suffisamment faible pour
ne pas obs- truer l'applicateur mais, d'autre part, il doit avoir une
vis- cosite suffisamment elevee, lorsqu'il est applique a la fibre,
pour permettre l'obtention d'un revetement approprie Ceci est
particulierement important pour des fibres non mouillables, du fait
qu'elles tendent a etre poussees vers un cdte de la buse de sortie de
l'applicateur Il est donc necessaire qu'une ptte de viscosite
suffisamment elevee soit presente pres de la sor- tie pour maintenir
un centrage approprie.
La figure 2 montre en detail une structure preferee pour l'applicateur
de p 4 te de metal 103 L'alliage en fusion est introduit dans
l'applicateur par le passage d'entree 218 de facon a penetrer dans la
chambre 219 L'alliage est main-
-" tenu de facon caracteristique dans l'etat fondu dans la cham- bre
219, par la bobine de chauffage 212 On utilise une valve de sortie
conique pour commander l'ecoulement de la pate vers la fibre en
mouvement Le reglage de l'ouverture de la valve, en association avec
des reglages de temperature soigneux dans diverses parties de
l'applicateur, permet de commander le de- pot de la pate sur la fibre
Une section d'entree 201 pour la fibre, etroitement ajustee, est
constituee par du Rulon type A ("Rulon" est une marque de Dixon Corp
pour une matie- re fluorocarbonee du type tetrafluoroethylene), qui
n'est pas mouillable par le metal Cette section d'entree procure un
certain degre d'autocentrage de la fibre et s'oppose a un refoulement
de la p 4 te par le sommet de l'applicateur La section de sortie de la
valve comprend une section d'isolateur en Rulon 202 et une chemise 203
en acier inoxydable etame, pour assurer un bon mouillage par le metal
en fusion Ceci conduit a une sortie de la p 4 te reguliere, a symetrie
axiale, par le bas de l'applicateur Un ecran en Rulon 204 recouvrant
le bas de l'applicateur permet une immersion directe de la sortie dans
le bain d'water Un ecran exterieur 220 en Teflon (marque de E I Du
Pont pour du OF 2 polymerise), ameliore l'isolation de la section
inferieure du corps, 214, par rap- port au bain d'water Cette
configuration permet le reglage des temperatures internes de
l'applicateur, depuis la temperatu- re correspondant au liquidus dans
la valve conique, jusqu'a une temperature correspondant a une pate a
la sortie, et un refroidissement immediat par de l'water de la fibre
revetue de metal. Dans cet applicateur, le reglage de l'ouverture de
valve 205 s'effectue en faisant tourner le support de valve reglable
206 qui se visse dans le corps 207 et qui est separe de ce dernier par
des joints toriques doubles, 208 et 209 La position est maintenue par
des vis a tete moletee 210 et 211.
Le corps comprend trois sections 207, 213, 214, qui sont rea- lisees
en acier inoxydable pour ameliorer la conduction ther- mique et la
stabilite de temperature tout en maintenant au minimum l'erosion et le
mouillage Un anneau de cuiv e 215 fait fonction de rondelle entre les
sections de corps 207 et 213.
Un element chauffant de forme annulaire 212 est incorpore dans le but
de commander la temperature du corps Cet element comprend un fil
resistant bobine sur un noyau de mica et en- veloppe dans un bottier
en tole, ayant une epaisseur d'environ 3 mm, un diametre interieur
d'environ 5,1 cm et un diametre exterieur d'environ 7, 6 cm Il dissipe
jusqu'a environ 200 W et il est commande par un transformateur a
rapport variable du type Variac, pour le reglage de la temperature.
Deux thermocouples 216, 217, en fil de chromel-alu- mel,sont places
dans les sections de corps 207 et 213 pour controler la temperature
dans ces sections; la temperature du corps mentionnee ici est la
moyenne des deux Un autre jeu de fils de chromel-alumel, fixe a la
chemise en acier inoxy- dable 203 entre la section de corps inferieure
214 et l'ecran en Rulon 204 forme un troisieme thermocouple (non
represente) destine a mesurer la temperature au niveau de la buse de
sor- tie de l'applicateur De plus, une paire de tubes de verre ayant
un diametre interieur de 1 mm (non representes) sont places dans le
meme plan que ce thermocouple, mais perpendicu- lairement a lui, pour
faire passer de l'nitrogen chauffe a tra- vers la chemise en acier 203
De cette maniere, on obtient une commande precise de la temperature de
la pate au moment o el- le sort de l'applicateur.
Les exemples qui suivent illustrent de facon plus complete la
technique de revetement.
EXEMPLE 1
On a utilise un alliage de 50 percent de bismuth 50 percent d'tin (en
poids) pour former un revetement sur une fibre de verre portant un
revetement continu d'une resine polymere en epoxyacrylate, durcie par
ultraviolet, qui a ete appliquee precedemment sur la fibre par
l'applicateur 102 La fibre de silice avait un diametre dans la plage
de 100 a 125 pm, et la couche durcie par UV avait une epaisseur
d'environ 50 a 75 pm. la temperature du metal en fusion dans le
reservoir etait d'environ 17000, et le corps de l'applicateur de
revetement de metal etait a 15400 La buse de sortie etait maintenue a
environ 1500 C Un revetement de metal continu d'environ 50)m
d'epaisseur a ete forme sur la couche de polymere durcie par
UV On a obtenu des revetements centres de facon continue Ce- pendant,
la plage liquide plus solide tres etroite de la p Cte de revetement,
qui est d'environ 13900 A 15500 pour cet allia- ge, a rendu la
commande de la temperature tres difficile Des ecarts de temperature
vers le bas ont entratne une obstruction de la valve, tandis que les
ecarts vers le haut ont conduit a une pate excessivement fluide,
tendant a expulser la fibre non mouillable vers une position
excentree.
EXEMPLE 2
On a utilise une fibre optique en silice avec une couche durcie par
UV, comme dans l'exemple 1 On a utilise en tant que revetement de
metal une pate a 30 percent d'indium-70 percent d'tin (en poids), et
on a applique une pression plus elevee a l'applicateur pour tenir
compte des fractions solides plus elevees dans l'orifice de sortie,
c'est-a-dire d'une viscosite superieure de la pate Cet alliage a une
plage biphase plus etendue, qui est d'environ 1170 C A 17500, ce qui a
permis de mieux commander la consistance de la pate et a conduit a un
revetement ameliore Pendant cette experience, la temperature etait
d'environ 180 C dans le reservoir, 16400 A 16600 dans le corps de
l'applicateur et 1240 C-au niveau de la buse de sortie On a fait
varier l'epaisseur de la couche de metal sur une plage d'environ 25 a
100 pnm, en faisant varier la tail- le de l'ouverture 205; une plage
plus etendue apparatt 4 tre possible. D'autres experiences similaires
a celles ci-dessus ont permis d'obtenir de bons revetements sur une
fibre de ver- re ayant ete revetue prealablement avec une matiere
polymere ll du type silicone Outre l'applicateur a valve conique de la
figure 2, d'autres applicateurs ont ete utilises avec succes.
Des exemples d'applicateurs a ecoulement radial figurent dans la
demande de brevet US 257 354 Cependant, la structure de valve conique
de la figure 2 est actuellement preferee du fait de la facilite
relative d'eviter une obstruction des applicateurs par des particules
de metal Pour ameliorer le centrage du revetement lorsqu'on doit
revetir de grandes lon- gueurs de fibre, il est souhaitable de faire
fonctionner le systeme de revetement avec une commande de debit
constant, au lieu de la configuration a pression constante qui est
repre- sentee sur la figure 1 Ceci contribue a l'obtention d'un de-
bit plus uniforme pour la pete, ce qui est souhaitable pour un
fonctionnement prolonge De plus, on doit alors incorporer des soupapes
de surete pour se proteger contre l'etablissement d'une pression
excessive Il est egalement possible d'amelio- rer l'uniformite du
revetement en definissant de facon plus precise les gradients de
temperature dans la valve Ceci fa- cilite l'obtention d'une mobilite
avantageusement elevee (fai- ble viscosite) de la plte jusqu'au
voisinage de l'orifice de sortie, et on peut y parvenir en utilisant
des micro-elements chauffants independants (non representes) dans le
siege de la valve, et en optimisant la configuration geometrique de
l'ecran thermique place sur la buse, pour augmenter au maximum la
stabilite du profil de temperature interne Des matieres mouillables
ameliorees sont egalement souhaitables pour le siege de la valve, bien
qu'un bon mouillage s'accompagne habi- tuellement d'une certaine
erosion de la matiere nle erosion excessive conduit a une destruction
de la symetrie axiale et de la stabilite de l'ecoulement de sortie De
plus, on peut utiliser une certaine agitation ou un certain melange,
compre- nant par exemple une excitation ultrasonore au niveau de la
sortie de la valve, pour s'opposer au dep St de solides dans les
passages et pour contribuer a l'obtention d'un processus de revetement
regulier.
Bien que l'applicateur represente sur la figure 2 utilise une pression
positive pour appliquer la pate a la fibre, la force d'entrainement de
la fibre elle-meme peut dans certains cas 4 tre suffisante pour
effectuer le revetement.
De plus, l'applicateur de l'invention applique l'alliage a la fibre
sous la forme d'une p Cte Cependant, d'autres structures d'applicateur
(parmi lesquelles les structures a ecoulement radial mentionnees
ci-dessus) peuvent appliquer initialement l'alliage a la fibre a
l'etat fondu, puis refroidir l'alliage jusqu'a l'etat d'une pate
(solide plus liquide) pendant qu'il traverse l'applicateur Dans la
technique consideree, l'allia- ge est confine radialement autour de la
fibre pendant qu'il est refroidi dans l'etat de pete Le confinement
radial est maintenu de facon caracteristique jusqu'a ce que la
viscosite de la p$te soit suffisamment elevee pour conserver la forme
du revetement au moment de la sortie des moyens de confinement.
L'alliage est alors refroidi rapidement de facon caracteristi- que,
jusqu'a l'etat solide On utilise ici l'expression "re- froidissement
rapide" pour definir un refroidissement de la p 4 te jusqu'a l'etat
solide de facon suffisamment rapide pour qu'elle conserve pratiquement
ses dimensions au moment o elle sort des moyens de confinement Selon
une variante, s'il existe un embout flexible ou d'autres moyens de
confinement appropries qui evitent une obstruction lorsque l'alliage
se refroidit jusqu'a l'etat solide, le refroidissement jusqu'a l'etat
solide peut 4 tre accompli dans les moyens de confinement eux-memes.
On notera que dans l'applicateur de la figure 2, le confinement radial
se produit dans la partie de sortie de la buse, et le refroidissement
rapide par l'water se produit immediatement apres.
Dans les exemples ci-dessus, il n'y a pratiquement pas de mouillage de
la couche de polymere sous-jacente par la metal Ainsi, le revetement
de metal est forme sur une couche qui n'aurait pas pu etre
revetuecommodement avec les techniques des applicateurs de metal
caracteristiques de l'art anterieur La technique de l'invention n'est
cependant pas limitee a l'utilisation de revetements de metal sur des
cou- ches de polymeres non mouillables, et on peut egalement l'uti-
liser lorsqu'on desire effectuer un rev 8 tement avec des metals qui
ne peuvent pas 9 tre appliques aisement par d'autres tech- niques Elle
est particulierement souhaitable lorsqu'on de- sire effectuer un,
revetement a une temperature relativement basse, par rapport aux
techniques utilisant des metals en fu- sion Par exemple, les matieres
organiques telles que les fi- bres optiques en matiere plastique ou
les couches de revetement en polymeres sur des fibres optiques en
verre se degradent de facon caracteristique a des temperatures
depassant 2000 C. Comme on l'a montre ci-dessus, la technique de
l'invention permet d'appliquer le revetement de metal a une
temperature inferieure a 20000 En outre, la facilite relative avec la-
quelle la pate a viscosite plus elevee peut etre appliquee sur une
fibre pour former un revetement indique que la techni- que de
l'invention est applicable meme lorsque les considera- tions de
temperature ou de mouillage n'ont pas d'importance particuliere pour
la fibre qui est utilisee.
Bien que la technique de l'invention soit hautement souhaitable pour
l'utilisation avec des fibres optiques, des fibres destinees a
d'autres buts peuvent avantageusement etre revetues d'une couche de
metal conformement a la technique de l'invention Par exemple, on peut
revetirconformement a la technique de l'invention des fibres de verre
qui ne sont pas de qualite optique, ou des fibres de boron ou de
carbon, ou des fibres organiques telles que des fibres de Kevlar
(marque de E I Dupont pour une fibre de polyamide aromatique), etc.
Une couche revetue de metal peut procurer une protection con- tre des
substances susceptibles d'entrainer une degradation de la resistance
mecanique de la fibre.
Lorsqu'on desire une protection contre l'entree d'water, ou lorsqu'on
desire proteger la fibre contre l'attaque par d'autres substances, le
revetement de metal de la techni- que de l'invention forme
avantageusement une barriere herme- tic autour de la fibre;
c'est-a-dire qu'une couche metal-
* lic continue est formee autour de la fibre Dans des cas dans
lesquels une barriere hermetique n'est pas necessaire mais o on desire
d'autres proprietes, par exemple la resistance a l'abrasion, il n'est
pas necessaire que la couche de metal soit continue Lorsqu'on utilise
la couche de metal pour acheminer de l'energie electrique ou de
l'information, la couche doit etre continue sur la longueur de la
fibre, mais pas necessairement autour de celle-ci.
Ia couche de metal peut egalement contenir des in- clusions ou des
regions de matiere non metallique, qui peut etre organique ou non
organique On considere qu'il est pos- sible d'utiliser des inclusions
de matiere non organique, com- me de la silice, du titanium dioxide,
etc, pour elever le module de la couche de metal, si on le desire, ou
pour ame- liorer dans certains cas la resistance a l'abrasion On pense
en outre que le fait d'inclure une matiere organique, comme un
epoxide, peut ameliorer dans certains cas l'adherence d'une couche de
metal a une fibre Cependant, dans la mise en pratique de la technique
de l'invention, au moins 50 percent en poids de la couche de
revetement formee consistent de facon caracteristique en un alliage a
phases multiples De nombreu- ses techniques de l'art anterieur
appliquent necessairement des couches de revetement pratiquement
circulaires sur une fibre circulaire, lorsqu'on l'observe en coupe
transversale.
Au contraire, le revetement de metal de la technique de l'in- vention
peut avoir presque n'importe quelle forme desiree en coupe
transversale, cette forme etant determinee par la forme des moyens de
confinement radial L'homme de l'art notera que la technique de
l'invention permet de revetir avantageusement des fibres destinees a
de nombreuses autres applications.
Il va de soi que de nombreuses modifications peu- vent 4 tre apportees
au procede et au dispositif decrits et representes, sans sortir du
cadre de l'invention.
Claims
_________________________________________________________________
REVENDICATIONS
1 Un procede de fabrication d'une fibre revetue de metal, caracterise
en ce qu'on confine radialement (par 103) autour d'une fibre (101) ou
d'une couche intermediaire (formee par 102) sur la fibre, une pate
consistant en un alliage a phases multiples qui se presente sous la
forme d'lume phase solide et d'une phase li(l ide, tout en faisant
passer axiale- ment la fibre a travers des moyens de confinement de
pete (103), et on refroidit cette pate jusqu'a l'etat solide.
2 Procede selon la revendication 1, caracterise en ce que la fibre est
une fibre optique en verre de silice.
3 Procede selon la revendication 1, caracterise en ce que la fibre ou
la couche intermediaire sur laquelle la couche de revetement est
appliquee n'est pratiquement pas mouillable par la forme fondue de
l'alliage.
4 Procede selon la revendication 1, caracterise en ce que la fibre est
une fibre optique en verre de silice por- tant une couche
intermediaire qui consiste en une matiere polymere organique.
5 Procede selon l'une quelconque des revendications 1 ou 4,
caracterise en ce que la fibre ou la couche interne- diaire se degrade
notablement a une temperature superieure a 20000 C, et l'application
de la ptte est accomplie a une Lemipe- rature inferieure a 200 C.
6 Procede selon l'une quelconque des revendications 1 a 5, caracterise
en ce que la fibre est une fibre choisie parmi une fibre de verre de
silice, une fibre de boron, une fibre de carbon et une fibre de
polyamide aroma;ique.
7 Procede selon la revendication 1, caracterise en ce que la couche de
revetement consistant en un metal foirme une couche metallique
continue autour de la fibre ou de la couche intermediaire, produisant
ainsi une barriere herm St ique.
8 Procede selon l'une quelconque les revendications 1 a 7, caracterise
en ce que l'alliage comprend notamment au moins un element choisi
parmi l'tin, l'indium, le bismuth, le plomb, le gallium, le mercury,
l'antimony et le cadmium.
9 Procede selon la revendication 8, caracterise en ce que la,couche
metallique comprend au moins 50 percent en poids d'un alliage a phases
multiples.
10 Fibre optique caracterisee en ce qu'elle est re- vetue par le
procede de l'une quelconque des revendications i a 9.
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