Brevet FR2007841A1 — publié le 19700116

i 2007841 L'invention concerne un procédé pour la production d'une cathode compensée comportant un élément émissif moulé, avec utilisation d'une douille de cathode et d'un moule à compression avec une ouverture pour le logement de la douille. 5 On connaît déjà des cathodes compensées qui comportent un élément émissif fritté poreux, fixé sur une douille de cathode contenant le filament. La production de telles cathodes compensées s'effectue généralement en fixant l'élément fritté sur la douille de cathode, par brasage, moulage, soudage, etc... Ce mode de production est relativement complexe. En outre, 10 la production de telles cathodes s'effectue généralement encore avec des liants, dont l'élimination totale n'est pas toujours assurée. La présente invention a pour objet un procédé pour la production d'une nouvelle cathode compensée, se prêtant particulièrement bien à la production automatique et permettant d'obtenir des cathodes compensées très régulières 15 et à bon rendement. Selon une particularité essentielle de l'invention, la douille de cathode est introduite dans l'ouverture du moule à compression, le matériau constituant l'élément émissif est introduit sous forme pulvérulente dans l'ouverture du moule à compression et un poinçon comprime le matériau 20 pulvérulent pour former un élément émissif poreux dans la douille de cathode qui est déformée de.façon à bloquer définitivement l'élément émissif. Un avantage essentiel de 1 '.invention réside dans le fait que le procédé indiqué n'exige que peu d'outillage et de temps, car la fixation et le moulage de l'élément émissif se font en une seule opération. Un autre 25 avantage de l'invention réside dans la possibilité de supprimer l'emploi de liants ou autres, car le produit utilisé pour l'élément émissif peut se présenter sous forme d'une poudre sèche. Il peut donc s'agir du matériau pur désiré, sans aucune addition. Le procédé selon l'invention n'impose en outre aucune condition quant à la brasabilité et la soudabilité par exemple 30 de l'élément émissif, de sorte que le choix du matériau émissif est parfaitement libre. Un autre avantage du procédé selon l'invention réside dans la possibilité d'obtenir une fixation extrêmement solide et une très bonne transmission thermique entre l'élément émissif et la douille de cathode, facteurs essentiels de la régularité des propriétés émissives en production 35 de masse et du rendement. D'autres objets et avantages de l'invention seront mieux compris à l'aide de la description détaillée ci-dessous d'un exemple de réalisation préférentielle et des dessins sur lesquels : 69 14101 2 2007841 - les figures 1 et 2 illustrent deux phases du procédé et - la figure 3 représente le produit final. La douille de cathode 2 est introduite dans l'ouverture du moule à compression 3. Dans l'exemple représenté, la douille de cathode 2 est 5 supportée et introduite dans 1'ouverture du moule à compression 3 par un poinçon inférieur 6 dont la forme est adaptée avec une précision aussi grande que possible aux dimensions de l'enceinte du filament dans la douille de cathode 2. L'ouverture du moule à compression 3 est également adaptée de façon aussi précise que possible aux dimensions extérieures de 10 la douille de cathode 2. Cette ouverture est de préférence un alésage cylindrique, la douille de cathode ayant aussi une section circulaire. Le poinçon inférieur 6 introduit la douille de cathode 2 d'une distance bien déterminée dans l'ouverture du moule à compression 3, de façon à obtenir une hauteur définie de l'espace 4 au-dessus de la douille 2. 15 Cette façon rationnelle de procéder permet de remplir totalement avec le matériau pulvérulent 1 l'espace 4 au-dessus de la douille de cathode 2, dans l'ouverture du moule à compression 3. En d'autres termes, la hauteur de l'espace 4 détermine simplement la quantité de matériau pulvérulent 1. On choisit un matériau pulvérulent 1 optimal pour l'élément 20 émissif de la cathode compensée désirée. Du tungstène pulvérulent a par exemple été utilisé avec succès dans le procédé selon l'invention. Après l'introduction du matériau pulvérulent 1, un poinçon supérieur 5 est abaissé dans l'ouverture du moule à compression 3, de façon à comprimer la poudre 1 et produire l'élément émissif poreux 7, 25 par déplacement du poinçon 5 dans le sens de la flèche 8, "comme l'indique la figure 2. La contre-pression est absorbée par le poinçon inférieur 6. Les dimensions du poinçon supérieur 5 sont adaptées à celles de l'ouverture du moule à compression 3, de façon à s'y déplacer en glissant bien, tout en assurant une étanchéité poussée. 30 A la fin de cette compression, le poinçon inférieur 6 est retiré et le poinçon supérieur 5 chasse la douille de cathode 2 et l'élément émissif 7 qu'elle porte hors de l'ouverture du moule à compression 3. Il est recommandé ensuite de chauffer la douille de cathode avec l'élément émissif 7, afin de consolider encore ce dernier par frittage. 35 Un autre avantage du procédé selon l'invention résulte de l'emploi d'une douille de cathode 2, visible aux figures 1 et 2, selon une autre particularité de l'invention. La douille de cathode 2 est un cylindre fermé à une extrémité, mais la paroi frontale est emboutie de façon à former un second espace cylindrique constituant le logement de l'élément émissif 7. 69 14101 3 2007841 Cette forme -emboutie présente l'avantage d'assurer une fermeture hermétique entre l'élément émissif 7 et la cavité du filament dans la douille de cathode 2. Un autre avantage réside dans la possibilité de produire ainsi 5 la douille de cathode désirée simplement par pressage ou emboutissage, ce qui facilite beaucoup la production de masse. Un avantage essentiel de l'emploi de la douille de cathode décrite réside dans ce que la compression de production de l'élément émissif 7 entraîne une déformation de la douille de cathode visible à la figure 2 : la double paroi due à l'emboutissage 10 se déforme en boucle sous l'action du poinçon supérieur 5, de sorte que le. diamètre intérieur du bord du logement de l'élément émissif 7 est inférieur à celui du fond. L'élargissement de la double paroi, illustré à la figure 2, produit ainsi un bon ancrage de l'élément émissif 7V qui ne peut plus se détacher de la douille de cathode. Des microphotographies ont montré que la 15 déformation de la douille de cathode et la production de l'élément émissif selon l'invention donnent un ancrage extrêmement régulier et robuste entre la douille de cathode et l'élément émissif, sur pratiquement toute leur zone de contact. L'avantage résultant réside dans la très bonne transmission thermique entre la douille de cathode et l'élément émissif. On utilise 20 de préférence du molybdène comme matériau pour la douille de cathode. Le frittage de consolidation de l'élément émissif 7 améliore encore l'ancrage entre ce dernier et la douille de cathode. La figure 3 représente la cathode sortie du moule à compression. Elle illustre la liaison entre l'élément moulé 7 et la douille de cathode 2, 25 dont l'extrémité émissive présente une déformation 9 constituant une cavité annulaire 11. On voit que le logement 10 du filament est fermé hermétiquement par rapport à l'élément émissif. m 69 14101 4 2007841 REVENDIC A_T_I_0_N_S 1 - Procédé pour la production d'une cathode compensée, comportant un élément émissif moulé, avec utilisation d'une douille de cathode et d'un moule à compression avec une ouverture pour le logement de cette douille, 5 ledit procédé étant caractérisé en ce que la douille de cathode est introduite dans l'ouverture du moule à compression, le matériau constituant l'élément émissif est introduit sous forme pulvérulente dans l'ouverture du moule à compression, et un poinçon comprime le matériau pulvérulent pour former un élément émissif poreux dans la douille de cathode, qui subit une 10 déformation de façon à bloquer définitivement l'élément émissif. 2 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé par une consolidation (frittage) de l'élément émissif, effectuée de préférence par chauffage après moulage. 3 - Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par 15 l'emploi d'une douille de cathode cylindrique, fermée à une extrémité et dont la paroi frontale est emboutie pour obtenir un second espace cylindrique constituant le logement de l'élément émissif. 4 - Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que le moulage produit.une déformation permanente de la paroi double de la 20 douille de cathode, due à l'emboutissage, de façon notamment que la double paroi de la douille de cathode forme une cavité annulaire.