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Le nano-revêtement

Le nano-revêtement cuivre

Nano-revêtement de cuivre

Le matériau de base pour le nano-revêtement est le cuivre sous toutes ses formes. Le revêtement est réalisé soit par gravure chimique (revêtement à la vapeur avec de la soude caustique NaOH) ou thermiquement par chauffage (revêtement au feu par brûleur à gaz). Durant le processus de nano-revêtement, des intervalles entre les atomes (la plupart des couches externes du cuivre) sont créés. Le revêtement est souvent appelé nano-revêtement, dont les couches s'accumulent durant le processus de création du revêtement.


Nano-revêtement en utilisant de la soude caustique (NaOH)

Pour revêtir des fils ou des plaques de cuivre, vous aurez besoin :

  • D’un récipient en plastique avec couvercle (pas trop grand).
  • De poids pour appuyer sur le couvercle.
  • De bobines de cuivre, de fils ou de plaques.
  • ~ 100 grammes de soude caustique pure (NaOH) en poudre ou en perles (ne pas utiliser de produits déboucheurs. Vous pouvez acheter la soude caustique dans les magasins de peinture ou en droguerie. Elle est utilisée pour enlever la peinture en tant que décapant à base alcaline).
  • ~ 2 litres d'eau distillée (en fonction de la quantité de bobines et de la taille du récipient en matière plastique).
  • D’une bouilloire électrique ou d’une cuisinière pour faire bouillir l'eau.
Liste des materiaux pour réaliser un nano-revêtement NaOH
Liste des materiaux pour réaliser un nano-revêtement

Phase 1 : Bain de soude caustique (~ 2 jours)

Cette première étape prépare les matériaux pour la méthode de revêtement à la vapeur :

  • Un grillage galvanisé (au zinc) est placée au fond du récipient en plastique.
  • Répandre juste assez de poudre de NaOH pour couvrir tout le fond du récipient.
  • Avant de placer les plaques dans le récipient, vous pouvez percer un petit trou aux coins supérieurs de chaque plaque. Ceux-ci seront utilisés dans la phase 2.
  • Placez les bobines et/ou les plaques directement sur le grillage (les bobines et/ou plaques reposent sur la grille de façon à ne pas toucher le plastique).
  • Placez le couvercle, légèrement à l’oblique, sur le récipient. Laissez une petite ouverture.
  • Faites bouillir de l'eau distillée et versez l'eau bouillante dans le récipient via l'ouverture jusqu'à ce que l'eau recouvre toutes les bobines et les plaques.
  • Fermez rapidement l'ouverture en plaçant le couvercle correctement sur le récipient.
  • Si nécessaire, placez un poids sur le couvercle pour vous assurer que la vapeur s'échappe le moins possible.
  • Laissez le récipient dans cet état pendant 24 heures.

ATTENTION, pendant que vous versez de l'eau bouillante, la vapeur va s'échapper. Prière de porter des lunettes et des gants de protection pendant ce processus.

Phase 2 : Vapeur caustique (~ 2 jours)

  • Au bout de 24 heures, ouvrez le récipient en plastique et retirez les bobines et/ou les plaques. REMARQUE : Utilisez des gants de cuisine bien ajustés en protection et soulevez les plaques par les bords ou utilisez un fil dans le trou que vous avez percé dans les plaques. Assurez-vous de ne toucher les bobines/plaques que dans UNE SEULE zone lorsque vous allez les soulever afin d’éviter d'endommager le nano-revêtement. Laissez le grillage dans le récipient.
  • Vous remarquerez que les bobines/plaques sont devenues noires. C'est le nano-revêtement.
  • Retirez le liquide du récipient. (Attention - stockez ou jetez le liquide correctement).
  • Accrochez les bobines ou les plaques qui étaient préalablement immergées dans l'eau de soude sur des fils de cuivre (utilisez les trous aux coins des plaques pour les suspendre).
  • Les bobines doivent être suspendues à environ 2 cm au-dessus du fond du récipient et ne doivent pas en toucher ni les parois, ni le grillage ou les autres bobines ou plaques.
  • Les plaques reposent sur le grillage, verticalement, accrochées sur des fils.
  • Versez du NaOH pour couvrir le fond du récipient comme dans la phase 1.
  • Placez le couvercle en biais.
  • Faites bouillir de l'eau distillée et versez-la en ébullition à travers le trou jusqu’à atteindre une hauteur d'environ 1 cm.
  • Fermez et fixez rapidement le couvercle pour empêcher la vapeur de s'échapper.
  • Laissez reposer pendant 2 jours.

ATTENTION - Portez des lunettes et des gants de protection pendant ce processus.

Phase 3 : Séchage / égouttage (minimum 3-4 jours)

  • Les bobines et/ou plaques commencent maintenant le processus de séchage.
  • Retirez la majeure partie du liquide hors du récipient. Laissez un peu de cette préparation dans le récipient et remettez le couvercle mais sans le poids.
  • Toutes les 6 heures, pendant les 3 ou 4 jours suivants, prenez un multimètre (réglé sur mV) et touchez le grillage avec le pôle négatif et la plaque de cuivre avec le pôle positif à plusieurs endroits pour drainer la tension des plaques.
  • Pour les bobines, s'il s'agit d'une bobine double, touchez le pôle positif de la bobine avec le pôle négatif d'un multimètre et touchez le pôle négatif de la bobine avec le pôle positif du multimètre pendant quelques secondes, pour drainer la tension de la bobine.
  • Lorsque ce processus est terminé, ne touchez jamais le nano-revêtement et assurez-vous que les bobines et/ou plaques ne se touchent jamais.

Vous pouvez regarder ce processus à nouveau sur cette vidéo Youtube de l'institut Spatial :


Nano-revêtement en utilisant un brûleur à gaz

Avec ce type de procédé de revêtement, il n'est pas nécessaire de passer par le processus de polarisation (en drainant la tension) et de séchage. Cependant, la température et le sens d'application du revêtement par le feu, sont cruciaux. Lors de l'application du revêtement par le feu, la direction dans laquelle vous appliquez la flamme sur le cuivre doit toujours être dans le sens de l’écoulement du flux dans les bobines. Ces fils ne doivent jamais atteindre un point d'incandescence provoqué par l'application de la chaleur. Une fois que les fils sont chauffés à un point où ils commencent à émettre un reflet doré, le brûleur à gaz doit être déplacé à un point adjacent sur les fils. (Pour plus de clarté, ceci sera expliqué en détail ci-dessous dans une vidéo d'accompagnement).

En outre, les bobines commencent à refroidir dès que vous déplacez la flamme d'une zone chauffée à un point adjacent. Si, quelques secondes après avoir arrêté de chauffer une zone, les fils prennent différentes couleurs comme le rouge, le turquoise ou le bleu dans toute cette zone, c'est une indication que la température au cours du revêtement par le feu de cette zone était trop faible. Si cela se produit, remettez simplement la flamme sur la zone pour la revêtir à nouveau avant de vous déplacer vers une zone adjacente. Si toutefois le fil commence à briller, la température est trop élevée et vous devez éloigner légèrement le brûleur des bobines pour diminuer la température et continuer le revêtement. Avec la pratique, la technique devient automatique.

Pour revêtir avec le feu, vous avez besoin :

  • d'un brûleur à gaz avec du gaz butane (il fonctionne également avec un mélange de propane / butane).
  • de bobines ou de plaques de cuivre.
  • d’un dispositif de montage réfractaire pour installer ou suspendre les bobines ou les plaques (de préférence métallique).

Important : ne pas réaliser le revêtement par le feu dans des pièces trop froides. En agissant ainsi, la couche de revêtement se séparera facilement du fil de cuivre. Il existe également des différences dans la qualité des fils de cuivre. Parfois, de légères fissures à la surface du fil brut non revêtu peuvent être détectées.

Remarque : utilisez un brûleur à gaz avec une flamme pointue et étroite lorsque vous réalisez le revêtement afin d'assurer une application très précise et exacte sur une zone du fil. Si vous utilisez une flamme très large, vous allez chauffer une zone de fil trop large à la fois. Cela entraînera une imprécision dans le sens du chauffage de chaque bobine. (Voir la vidéo suivante pour plus de précisions).

Lors du nano-revêtement du cuivre en utilisant le feu, faites au moins deux séances de revêtement voire plus en fonction de la qualité (de la nano-couche) que vous obtenez à chaque séance. Entre ces séances, laissez le cuivre se refroidir à température ambiante. Pendant le refroidissement, le cuivre continue à interagir avec l'atmosphère et vous commencez à voir un changement de couleur sur la surface du cuivre. La réaction du cuivre nano-revêtu au cours des séances successives sera différente comparée à celle de la première session quand le feu a été appliqué pour la première fois. A chaque séance suivante, la couche nano sur la surface du cuivre agit également comme une autre couche de conducteur et un dissipateur de chaleur. Lorsque la flamme est appliquée, cette couche de surface va commencer à se transformer en une couleur terne de cuivre avant d'atteindre cette température convenable d'aspect de “surface chatoyante". Nous recherchons toujours ce stade de “doré et scintillant” comme lors de la session précédente et nous déplaçons la flamme vers la zone adjacente. Une troisième session ou davantage n'est requise que lorsque vous observez une incohérence dans les couleurs du nano-revêtement due à une application de chaleur moindre et irrégulière ou à l'écaillage des nano couches en raison d'une application excessive de chaleur.

Important : pour un ensemble de bobines ou une formation de plusieurs bobines d’un magrav, la couleur de la bobine intérieure (gravitationnelle) et la couleur de la bobine externe (magnétique) se manifesteront généralement différemment l'une par rapport à l'autre en raison de l'interaction des champs des couches nano pendant qu’elles sont créées durant le processus de nano-revêtement. Différents matériaux (différents lots de cuivre) auront également une couche de nano-revêtement différente. Les conditions environnementales (température de la flamme, qualité et température de l'air atmosphérique, champs de plasma) pendant le processus de nano-revêtement influencent grandement la façon dont les nano-matériaux se manifesteront à la surface du cuivre.


Préparer le matériau nano-revêtu pour la production de GANS

Avant de passer à la production de GANS, vous devez laver le matériau nano-revêtu, sinon vous ajoutez de la soude caustique à l'eau du GANS. Le mieux est de laver les plaques plusieurs fois avec de l'eau distillée. Utilisez des gants de protection pendant ce processus. Ne touchez pas les matériaux caustiques ou nano-revêtus. Après le lavage, vous pouvez mettre les plaques ou les bobines immédiatement dans vos boites de production de GANS. Tant que vous n'avez pas besoin de vos plaques, laissez-les dans votre boite. Vous pouvez les stocker là, sans les laver. Dès que vous lavez vos plaques ou vos bobines, vous arrêtez la croissance des nano-couches.