J'ai récemment discuté avec Graham Wilson (ingénieur d'application principal chez Indium Corporation) des conseils qu'il donnerait aux clients qui cherchent à former le meilleur joint possible en utilisant du fil d'indium ou des préformes d'indium (joints) :
Jim : Graham, de nombreux clients nous demandent des suggestions sur l'utilisation de l'indium pour les joints cryogéniques. Est-ce que cela vous arrive aussi ?
Graham : Oui, en raison des caractéristiques inhérentes au matériau, l'indium est un excellent choix pour la fabrication de joints cryogéniques.
Jim :Pouvez-vous me dire quel est le meilleur niveau de pureté pour le scellement ?
Graham : La pureté standard qui convient le mieux aux applications cryogéniques est un minimum de4N5 (99,995%In). Les applications critiques exigent souvent une pureté de 5N (99,999%In). La meilleure pratique consiste à utiliser de l'indium pur 5N en cas de doute, bien que certains clients puissent s'en sortir avec une pureté 4N dans certains cas particuliers.
Jim : Bonne idée, mais qu'en est-il des contaminants à la surface de l'indium ?
Graham : Tout contaminant de surface est susceptible de perturber le joint et ses propriétés d'étanchéité. Grâce à la façon dont nous traitons et manipulons l'indium dans nos installations, notre matériau est expédié propre au client. Alors que certains métaux forment des oxydes métalliques très épais à leur surface, l'indium pur a la capacité d'auto-passivation de sa surface ; lorsqu'il est exposé aux conditions ambiantes, l'indium ne forme qu'une fine pellicule d'oxyde sur sa surface métallique. Les 80 à 100Å d'oxyde qui se forment sont l'épaisseur maximale qui se développe sur la surface en 2 à 4 heures avant que cet oxyde ne commence à agir comme une barrière protectrice, protégeant la surface de toute oxydation supplémentaire.
Jim : Supposons que vous ayez la bonne pureté d'indium, qu'il soit propre et prêt à l'emploi. Quels sont les autres éléments à prendre en compte concernant les surfaces à sceller (brides) ?
Graham : Les autres matériaux (brides) doivent également être exempts de contaminants, ce qui peut être réalisé de différentes manières ; en général, on utilise de l'acétone suivi d'un séchage à l'IPA. La couche d'oxyde formée par l'indium est si fine qu'elle peut être éliminée très rapidement en plongeant l'indium métallique dans un acide doux (gravure de la couche d'oxyde).
Jim : J'ai l'impression d'avoir négligé un aspect important de cette application d'étanchéité. Qu'en est-il de la conception ? Pourriez-vous nous donner quelques règles à suivre ?
Graham : Une fois l'indium et les métaux concernés nettoyés/dégraissés, l'indium peut être placé dans l'assemblage mécanique. C'est la compression qui déplace la surface du joint, exposant l'indium vierge aux brides et formant la liaison intermétallique qui assure l'étanchéité.
Jim : À quoi pouvons-nous nous attendre si nous procédons correctement ?
Graham : Les joints correctement formés peuvent présenter des taux de fuite inférieurs à 2 x10 -7 torr litre/sec -1.
Merci, Graham.
Si vous avez d'autres questions sur l'utilisation de l'indium pour les joints cryogéniques, Graham et les autres ingénieurs d'application du monde entier sont à votre disposition par courrier électronique à l'adresse [email protected].
~Jim
