SINTERING OF TUBULAR CERAMIC PARTS

PROCEDE DE FRITTAGE DE PIECES TUBULAIRES EN CERAMIQUE

Abrégé français

A B R E G E
Ce procédé dans lequel on dispose la pièce dans un enceinte apte
à être portée à la température de frittage est caractérisé en ce que
successivement on réalise au cours de la mise en forme, au niveau
de l'une des extrémités de la pièce une surépaisseur de la paroi exté-
rieure, on introduit la pièce tubulaire dans une ouverture pratiquée
dans une plaque disposés a l'intérieur de l'enceinte de sorte que
la pièce soit maintenue suspendue dans l'enceinte de sorte que
la pièce soit maintenue suspendu dans l'enceinte par l'intermédiaire
de ladite surépaisseur venant en appui sur le bord de ladite ouverture,on
introduit dans la pièce tubulaire une pièce massive comprenant un
corps et un épaulement qui vient porter sur les bords de ladite extrémité,
on porte ladite enceinte à ladite température de frittage.
L'invention est mise en couvre dans la réalisation de tubes d'électrolyte
solide d'alumine béta sodique pour générateurs électrochimiques sodium-
soufre.

Revendications

Les réalisations de l'invention au sujet
desquelles un droit exclusif de propriété ou de privi-
lège est revendiqué, sont définies comme il suit:
1. Procédé de frittage d'une pièce tubulaire
en céramique dans lequel on dispose la pièce dans une
enceinte apte à être portée à la température de fritta-
ge, caractérisé en ce qu'il comprend les opérations
successives suivantes:
on réalise au cours de la mise en forme, au
niveau de l'une des extrémités de la pièce, une sur-
épaisseur de la paroi extérieure;
on introduit la pièce tubulaire dans une
ouverture pratiquée dans une plaque disposée à
l'intérieur de l'enceinte de sorte que la pièce soit
maintenue suspendue dans l'enceinte par l'intermédiaire
de ladite surépaisseur venant en appui sur le bord de
ladite ouverture;
on introduit dans la pièce tubulaire une
pièce massive comprenant un corps et un épaulement qui
vient porter sur les bords de ladite extrémité;
on porte ladite enceinte à ladite température
de frittage.
2. Procédé selon la revendication 1, carac-
térisé par le fait que le rapport de la longueur de
ladite surépaisseur à la longueur totale de la pièce

tubulaire est compris entre 0,1% et 5% sensiblement.
3. Procédé selon l'une des revendications 1
ou 2, caractérisé par le fait que la longueur du corps
de ladite pièce massive est sensiblement égale à la
longueur de ladite surépaisseur.
4. Procédé selon la revendication 1, carac-
térisé par le fait que ladite pièce tubulaire, ladite
plaque et ladite pièce massive présentent sensiblement
la même composition céramique.
5. Procédé selon la revendication 4, carac-
térisé par le fait que ladite pièce tubulaire et ladite
plaque sont confectionnées en alumine béta alcaline,
ladite pièce massive étant confectionnée en alumine
alpha alcaline.

Description

t7~33
BREVET D'INVENTION
PROCEDE DE FRITTA&~ DE PIECES TUBULAIRES EN CERAMIQUE
Invention de Gérard DESPLANCHES et Gérard LECLERC
Société Anonyme dite
COMP~GNIE GENERALE D'ELECTRICITE
La présente invention a pour objet un procédé de Prittage
de pièces tubulaires en céramiqus. On sait qu'au cour3 du ~rittage
de pièce3 en céramique~ oes dernière~ subissent un retrait tant en
dimen~ion~ qu'en volume, retrait dont l'importance est bien entendu
~ 5 ~onction de la compo3ition et de la température de frittage. Un tel
; retrait provoque souvent des déformation~ par~ois importante3 desdites
pièces.
C'e3t notamment le cas de pièces tubulaires en alumine béta
alcaline, apte~ à être utili~ées comme électrolyte 301ide dans le3
générateurs ~odium-soufre.
, ~ '

~ 2.
En effet, après mi~e en forme de tels tubes, ceux-ci sont
di~posés ~ur le ~ond d'une enoeinte de frittage9 elle-même placée
dans un four apte à amener les pièces à la température de ~rittage.
On constate que les pièce~ frittée~ de la sorte présentent
de~ dé~ormationq parfois très importante~ et il est nécessaire dans
tou~ le3 ca3 da les u3iner aux cotea désirées, donc d'enlever une
- quantité de matière importante. Une telle opération d'usina~e est
donc une operation longue, et coûteuse7 car elle entra~ne une grande
oonsommation d'outils diamantés tel3 que meules, rodoir~, forets et
autres dont le coût est élevé.
La présente invention permet de remédier à un tel inconvénient
et concerne un procédé apte à assurer le Prittage de pièces tubulaires
en céramique ~an~ déformation de ces dernière3, ledit procédé étant
de mise en oeuvre ai~ée tout en pre~entant une fiabilité élevée.
L'invention a donc pour objet un procédé de frittage d'une
pièce tubulaire en céramique dans lequel on dispose la pièce dans
une enceinte apte à être portée à la température de frittage~ carac-
térisé en ce qu'il comprend les opérations successives suivantes :
on réalise au cours de la miqe en forme, au niveau de l'une des extré-
mité~ de la pièce~ une surépaisseur de la paroi extérieure ;
on introduit la pièce tubulaire dan~ une ouverture pratiquée dans
une plaque disposée à l'intérieur de l'enceinte de sorte que la pièce
~oit maintenue suspendue dan~ l'enceinte par l'intermédiaire de ladite
surépai~seur venant en appui sur le bord de ladite ouverture ;
on introduit dans la pièce tubulaire une pièce massive présentant
un corps et un épaulament qui vient porter sur les bord~ de ladite
extrémité ;

~7~ 3.
on porte ladite enceinte à ladite tsmpérature de frittage.
D'autre3 caractéri~tiques et avantages da llinvention ressor-
tent de la description qui suit donnéa à titre d'exemple purement
illustratl~ mais nullement limitatif en ré~érence aux dessins annexé~
dan~ lesquels :
La figure 1 illustre la mise en oeuvre du prooédé ~elon
l'invention.
La figure 2 repréeente un0 vue de de3sus de la figure 1
le couverole de l'enceinte de frittage étant suppo~é enlevé.
On a représenté dans les rigures une enceinte de ~rittage
référencée 1 dans son ensemble. Cette enceinte comporte un corpq cyl1n-
drique 2 reposant ~ur un ~ond 3, et obturé à 3a partie ~upérieure
par un oouverole 4. Un épaulement 5 est ménagé sur la paroi interne
dudit corps 2. Con~ormément à l'invention, qur cet épaulement 5 est
disposée une plaque 6 con~ectionnée par exemple en alumine béta sodique.
Cette plaque 6 est percée d'une pluralité d'ouverture~ circulaire~ 7,
chaoune présentant un diamètre légèrement supérieur au diamètre exté-
rieur de la pièce à fritter 8 en l'occurrence un tube confectionné
par exemple en alumine béta sodique et fermé à sa partie in~érieure~
Ce tube est avantageusement ~ormé par électrophorè~e ou par une technique
de ¢ompression iqo~tatique.
L'extrémité qupérieure ouverte dudit tube 8 pré~ente une
légère ~urépaisseur 9 de sa paroi extérieure et oela qur une longueur l,
de 30rte que le diamètre d'une telle extrémité qoit légèrement ~upérieur
au diamètre de llouverture 7. En outre, le rapport de la longueur l
à la longueur totala de la pièce tubulaire est oompris entre 0,1%
et 5~ environ.

~ 7~3~ 4.
Par ailleur~ une pièce 10 ~assive, confectionnee par exemple
en alumine alpha comporte d'une part un corps 11 dont la longueur
eQt sen~iblement egale à l, et d'au~ra part un épaulement 12 dont
le diamètre est sen~lblement égal au diamètre de l'extrémité ouverte
du tube 8.
On voit donc qu9 le tube 8 à fritter est introduit danq
l'ouverture 7 et ~e trouve maintenu par la ~urépaisseur 9 venant en
appui sur le bord de ladite ouverture 7. Le 5ube 8 se trouve donc
en position ~uspendue à l'intérieur de l'enoelnte 19 90n extrémité
in~érieure ~ermée n'etant nullement en contact avec le ~ond 3 de
l'enceinte. On voit en outre que la pièce 10 vient porter par l~inter-
médiaire de aon épaulement 12 ~ur l'extrémité ouvsrte du tube 8,
le corpq 11 de la pièce 10 étant donc introduit dans le tubeO
En conséquence, au cours de l'opération de frittage, le
tube 8 subit un retrait à l'exception de l'eXtrémité ouverte de longueur l,
et cela par Yuite de la présenoe de la pièce 10.
Lorsque l'opération de ~ritt;age est terminée, on retire
leQ tubeq de l'enceinte 1, et on tronQonne l'extrémité ~upérieure
de longueur l du tube.
Les pièces ~rittée3 con~orm~iment au procédé de l'invention
préqentent uns très grande régularité de dimension3~ tant ~ur la
longueur que qur leur diamètre ; elles se révélent donc parPaitement
rectilignes~ et sans la moindre ovali~ation. En oonséquence, l'opération
ultérieure dlusinage e~t aisae et rapide et peut même ne pa~ être
nécessaire dans le ca~ où les pièces crues présentent des dimensions
prédéterminées en ~onction du retrait au ~rittage.
De plus, le procédé selon l'invention est simple, fiable,
rapide, le chargement de l'enceinte de ~rittage étant une opération
de courte durée.

~ 7~3~ 5.
On va donner dans ce qul e1lit un exemple concret illustrant
le procédé selon l'invention.
Les pièces crues 8 ont une longueur de 500mm~ un diamètre
intérieur de 29,~mm at un diamètre ex5érieur de 33?8mm.
La surépaisqeur prévue sur leur extrémité ouverte pré~ente
un diamètre de 36,4mm sur une longueur 1 de 9m~.
Le ¢orps 11 de la pièce 10 a un diamètre de 29mm. Les ouver-
tures 7 de la plaque 6 ont un diamètre de 34~5mm.
Après frittage, les tubes obtenu3 pré~entent une longeur
de 400mm un diamètre lntérieur de 24,7mm et un diamètre extérieur
de 28mm.
L'invention e3t avantageusement mise en oeuvre pour la
réalisation de tubes d'éleotrolyte solide en alumine béta ~odique
pour générateurs sodium-~oufre.
Bien entendu l'invention n~e~t nullement limitée au mode
de réalisation décrit et représenté qui n'a été donné qu'à titre
d'exemple.
En partioulier, on peut san~ sortir du cadre de l'invention
apporter de~ modi~ioations de détail, ohanger certaines diqpositions
ou remplacer ¢ertains moyen3 par des Moyens équivalentsO
Il est également de toute évidence que le procédé revendi~ué
peut être appligué a toute oompoqition céramique, san~ pour autant
sortir du oadre de l'invention.
.