Brevet FR2008726A1 — publié le 19700123

La présente invention concerne la réalisation de joints étanches entre des corps en matière céramique polycristalline sans avoir à utiliser de matière de scellement et sans faire appel à une pression appliquée extérieurement» Le»joint étanche est réali-5 sé au cours d'une opération de frittage pendant laquelle on fait rétrécir un premier corps autour d'un second corps dont le degré de retrait à la cuisson est notablement plus faible que celui du premier corps. Au cours de ce procédé, les deux corps s'unissent par frittage en une structure monolithique. 10 Sans être limité à cette application particulière, le pro cédé selon l'invention convient spécialement pour la fabrication d'enveloppes pour lampes à décharge. On connaît déjà divers procédés, en particulier dans l'industrie de fabrication de lampes en matière céramique, pour établir 15 des joints étanches aux gaz entre des tubes en matière céramique et pour réunir des tronçons de tels tubes. Le plus courant de ces procédés implique l'emploi d'éléments métalliques de scellement ou de jonction qui peuvent être de formes très diverses. Suivant un exemple représentatif, on peut ajuster un capuchon métallique sur 20 une extrémité d'un tube, en ayant soin que la jupe de ce capuchon se prolonge sur une distance raisonnable le long du tube de manière à établir une surface de scellement suffisante. Un tel mode de réalisation soulève plusieurs problèmes de première importance. En premier lieu, il est virtuellement impossible de réaliser un capu-25 chon métallique dont le coefficient de dilatation thermique est identique à celui du tube en matière céramique\ une concordance* très approximative entre les deux coefficients de dilatation est ce qu'on peut espérer de mieux. En second lieu, le capuchon doit s'ajuster étroitement sur l'extrémité du tube. Il en résulte la néces- 30 sité d'un usinage minutieux et précis aussi bien de l'extrémité du * tube que de la surface interne de la jupe du capuchon,. Enfin, l'interface céramique/métal doit être munie d'une mince couche d'une substance obturante, ce qui constitue un stade supplémentaire dans le procédé d'assemblage du joint. 35 Bien entendu, un joint métallique peut prendre la forme d'un disque lié à l'extreiaité du tube par une mince couche obturante. Dans ce cas également, le disque doit être usiné de manière à être aussi lisse et aussi plat que possible, la même observation s'appliquant également à l'extrémité du tube à laquelle ce disque 40 doit être lié. Etant donné que la surface de contact entre le mé BAP ORIGINAL 69 14770 2 2008726 tal et la matière céramique est limitée à celle de 1'.extrémité du tiibe, il .est plus difficile d,1 établir un joint hermétique à l'aide. dstm disque qu'à-l'aide d'un capuchon. De toute évidence§ on se heurte à toutes les difficultés 5 mentionnées ci-rdessus quand on cherche à établir un joint entre le métal et la matière céramique pour réunir les extrémités de deux tubes en matière céramique, Si l'on introduit les extrémités des deux tubes dans un manchon métallique et qu'on les unit hermétiquement avec la surface interne de ce manchon, on doit prendre en con-10 sidération tous les problèmes qui se posaient dans la technique comportant l'utilisation du capuchon métallique. Si l'on cherche à unir les deux.tubes en matière céramique par une technique consistant à sceller une extrémité de chaque tube à la face opposée d'un disque ou rondelle métallique, on se heurte à la même difficulté 15 que dans le procédé de jonction à l'aide d'un disque, comme il a été expliqué plus haut, à savoir la limitation de la surface utile de la jonction, ceci étant vrai en ce qui concerne l'établissement d1une jonction hermétique entre chacun des tubes et la face considérée du disque, sans parler de la résistance mécanique éventuelle-20 ment insuffisante du joint ainsi établi;, en effet, un assemblage . de tubes ainsi réalisé possède une résistance très limitée à 1'encontre d'une cassure sous l'effet d'une force de flexion appliquée à l'ensemble. -= On peut également munir tua tube en matière céramique de ron 25 delles de fermeture également en matière céramique.. On prépare alors un disque dans.le même matériau que celui du tube, on le soumet à la cuisson et on le meule pour lui donner une forme plate. La partie, du disque qui doit coopérer avec l'extrémité du tube reçoit alors une mince couche continue d'une poudre finement divisée 30 dont la composition correspond à celle du tube et du disque. On met alors en aboutement le tube et le disque, après quoi on exerce une pression d'environ.70 kG/cm sur le disque pour en assurer le contact intime avec le tube. On maintient cette pression pendant la cuisson pour faire fondre l'obturant pulvérulent et pour.lier les 35 composants en une structure monolithique. On voit immédiatement qu'un tel procédé exige une préparation minutieuse des surfaces coopérantes ainsi que l'utilisation d'un appareillage approprié permettant de maintenir-l'ensemble sous pression pendant la cuisson. En. ce qui concerne ce dernier aspect du problème, il est né-. 40 eessaire de construire des fours spéciaux ou bien procéder à une ©AD ORIGINAL 69 14770 5 2008726 adaptation complexe et coûteuse des fours existants. Des disques obturants en matière céramique polycristalline peuvent être hermétiquement unis à un tube d'une matière céramique polycristallisée par l'utilisation d'un obturant autre que la pou-5 dre finement divisée ayant une composition qui correspond à celle du tube et du disque obturant. Par exemple, on peut utiliser des verres obturants ayant des points de fluage ou de fusion suffisamment bas. Une suspension d'un verre obturant finement divisé dans un véhicule approprié est alors appliquée sous forme d'une peinture 10 sur les surfaces coopérantes du tube et de l'élément d'obturation. On assemble ces éléments et on cuit le tout pour réaliser ainsi une liaison entre les composants. Un ensemble ainsi lié n'est évidemment pas une structure monolithique. Il en résulte que la limite supérieure de la température en service de l'ensemble n'est pas dé-15 terminée par les caractéristiques de la matière céramique polycristalline mais par celles du verre obturant. La présente invention concerne un procédé de jonction de corps en matière céramique de manière à obtenir une structure monolithique. Plus particulièrement, elle concerne un procédé pour join 20 dre des corps en matière céramique, d'une manière parfaitement hermétique, qui consiste à faire rétrécir, au cours d'un frittage, un corps autour d'un autre, le corps extérieur entourant annulairement le corps autour duquel on va le faire rétrécir et possédant un degré plus élevé de retrait à la cuisson que le corps intérieur. Tout 25 particulièrement, l'invention a pour objet un procédé permettant de fermer des corps tabulaires en matière céramique et d'unir de façon étanche des tronçons de corps tubulaires en matière céramique notamment dans des conditions parfaitement hermétiques. En dernier lieu, l'invention a pour objet une lampe à décharge dont l'envelop-30 pe tubulaire comporte à chaque bout un élément terminal de fermeture réalisé par le procédé qui vient d'être décrit. Le procédé selon l'invention n'exige pas de précision extrême lors de la préparation des éléments en matière céramique à réunir, n'exige pas d'incorporation d'une matière obturante entre 35 lesdits éléments et n'exige pas davantage d'application d'une pression externe au cours des opérations d'assemblage ou de jonction. Etant donné que ce procédé réduit au minimum les manipulations minutieuses des pièces, il convient parfaitement pour une production à grande échelle de structures monolithiques du type désiré, par 4.Q exemple de tubes hermétiquement scellés, de tubes réunis bout-à- 69 14770 4 2008726 bout et d'assemblages du même type. On dispose de plusieurs manières d'établir des taux nota- » blement différents de retrait du tube et des éléments de fermeture, pendant la cuisson* Certaines de ces techniques sont brièvement 5 décrites dans les paragraphes numérotés ci-après : (1) On peut utiliser des formes différentes de matière céramique. Par exemple, un corps à l'état "vert" (non-cuit) comprimé à partir de gamma-alumine subit, à la cuisson, un retrait plus poussé qu'ion corps à l'état vert en a-alumine. Deux facteurs con- 10 tribuent à ce retrait plus important de la gamma-alumine pendant la cuisson. En premier lieu, la gamma-alumine subit une conversion irréversible à environ 1150°C en a-alumine, cette conversion étant accompagnée d'une augmentation de la densité. En second lieu, la gamma-alumine est en général très fine et ne peut être tassée à une 15 densité élevée à l'état "vert" en raison de la formation de ponta-ges et d'amas> Il est donc évident que si l'on plaee un capuchon sur l'extrémité d'un tube, le tube à l'état "vert" peut être avantageusement formé d1 cx-alumine alors que le capuchon à l'état "vert" peut 20 être formé en gamma-alumine. Inversement, si l'élément de fermeture est un bouchon, on le fabriquera en a-alumine tandis que le matériau de construction du tube lui-même sera la gamma-alumine. Dons le procédé qui vient d'être décrit ainsi que dans ceux 25 qui seront expliqués dans les paragraphes 2 et 3 ci-après, on munit le tube à l'état vert d'un élément de fermeture également à l'état vert et on cuit le tout à la température de frittage, (2) Dans ce procédé, on utilise un matériau sous la même forme pour la préparation des deux corps à l'état vert. Cependant, 30 on utilise ces matériaux sous forme de deux fractions séparées ayant des granulométries notablement différentes. A la même pression de formage, une a-alumine de granulométrie fine, par exemple5 donnera un corps dont la densité à l'état vert est plus faible (retrait plus élevé à la cuisson) que celle du corps obtenu à par-35 tir d'une matière ayant une distribution granulométrique plus étendue et contenant de la matière relativement grossière. Si donc l'élément de fermeture est un capuchon, on utilisera une matière relativement fine pour former le capuchon à l'état vert et une matière plus grossière pour former le corps du tube à l'état vert. 40 Si l'on préfère que la fermeture soit sous forme d'un bouchon, on 69 1.4770 5 2008726 opère d'une façon exactement opposée. (3) Ce procédé n'est en fait qu'une variante de celui qui vient d'être décrit. On utilise une seule et même matière' céramique et on obtient des corps ayant des densités différentes à 18état 5 vert par la mise en oeuvre de pressions de formage différentes. Il est évident que plus la pression de formage est élevée plus la densité à l'état du corps sera grande et plus le retrait à la cuisson sera faible. (4) Contrairement aux trois techniques qui viennent d'être 10 décrites, ce procédé comporte deux cuissons, Ainsi, on peut cuire un bouchon d'obturation à l'état vert à ua degré suffisant pour en provoquer le retrait partiel; ce retrait doit être calculé de manière que le bouchon cuit s'ajuste étroitement dans le tube à l'état vert. On procède ensuite à la cuisson de l'ensemble jusqu'à la den-15 site maximum. Il est évident que le tube à l'état vert subit un retrait plus poussé que le bouchon qui a déjà subi un retrait partiel. Dans ce dernier procédé, l'élément que l'on soumet à une cuisson préalable ne doit pas être précuit à une température suffisamment élevée et pendant une durée suffisante pour provoquer la 20 formation de grains de grandes dimensions. En effet, si les grains sont trop gros, on n'obtiendra pas de bon frittage entre les corps à réunir, c'est-à-dire que le mouvement des grains dans la zone marginale ne sera pas suffisant pour faire disparaître les pores à la jonction, La précuisson doit se faire uniquement au degré nécessai-25 re pour assurer la différence ultérieure entre les retraits. Une caractéristique de l'invention est qu'aucun obturant n'est utilisé pour l'établissement de la liaison entre les éléments en matière céramique. Malgré cela, on obtient facilement des joints hermétiques possédant la résistance mécanique voulue. 30 Une autre caractéristique de l'invention est l'absence de toute pression externe sur les composants en cours de jonction, La seule pression développée est celle qui est produite, pendant le frittage par le composant ayant le plus fort retrait sur le composant dont le degré de retrait est plus faible, lors de la formation 35 de la jonction. Il convient de remarquer que. le retrait provoqué par. la . cuisson du corps ayant le plus fort coefficient de retrait est limitée à une valeur beaucoup plus faible que sa valeur normale par la résistance opposée à ce retrait par la présence du corps dont 40 le degré de retrait est plus faible. Jusqu'à maintenant, on pou- bad ordinal 69 14770 6 2008726 vait anticiper rai s onnab leme nt que les contraintes établies dans le composant ayant le plus fort retrait auraient pour résultat d'en provoquer une rupture mécanique (déchirure ou fissuration)„ Cependant, on ne constate pas de phénomène de ce type. C'est ainsi qu'on 5 peut introduire un bouchon entièrement cuit et étroitement ajusté dans un tube d'alumine à l'état vert et on peut ensuite cuire l'ensemble sans rupture du tube au point ou à la surface de resserrement maximum. On aboutit à ce résultat bien qu'un tube type en oc-alumine fine manifeste normalement tin retrait linéaire d'environ 10 23% au cours du frittage,, Il est évident que la température maximum à laquelle on peut utiliser les corps en matière céramique unis ou obturés par ; ( le procédé de l'invention sera déterminée par les caractéristiques de la matière céramique elle-même car aucune matière obturante 15 étrangère n'est incorporée. Comme il a été dit, l'invention concerne également des'lampes à décharge comportant des corps -tabulaires en matière céramique pclyeriatalline munis d'éléments terminaux de fermeture par le procédé de1'invention, cette application étant l'une de celles qui 20 conviennent le mieux à l'invention. La fabrication de telles lampes ; que l'on décrira plus en détail par la suite, comporte l'établissement d'ouvertures centrales dans les éléments terminaux de fermeture, qui' communiquent avec l'intérieur du corps tubulaire. On fait passer des électrodes portant des conducteurs électriques 25 de sortie à un bout dans et à travers ces ouvertures de sorte que chaque électrode occupe une position centrale dans l'intérieur du corps tubulaire. Les conducteurs de sortie ou éléments de support d'électrodes sont scellés hermétiquement par une couche de verre ou de métal obturant aux parois de l'ouverture. Au moins l'un des 30 conducteurs de sortie est de forme tubulaire et constitue ainsi un moyen pour évacuer l'air de la lampe et pour introduire un gaz inerte et des substances ëmettrices de lumière dans la lampe. Bien eatendu, le conducteur tubulaire est hermétiquement scellé dans la lampe terminée. ' 35 La description qui va suivre en regard du dessin annexé, donné à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée, les particularités qui ressortent tant du dessin que du texte faisant, bien entendu, partie de ladite invention, 4-0 La Figure 1 est une coupe axiale d'un corps tubulaire en 6AD ORiGINAL 69 14770 7 2008726 matière céramique à l'état vert comportant des "bouchons en matière céramique frittée positionnés intérieurement à proximité des extrémités du corps. La figure 2 est une coupe axiale dxi corps tubulaire qu'on 5 obtient par cuisson de l'ensemble représenté sur la Figure 1. La figure 3 est une coupe axiale d'un corps tubulaire en matière céramique frittée dont les extrémités sont munies de capuchons en matière céramique à l'état vert. La figure 4 est une coupe axiale du corps tubulaire qu'on 10 obtient par cuisson de l'ensemble représenté sur la figure 3. La figure 5 est une coupe axiale d'une structure tubulaire allongée qu'on obtient en introduisant des tubes en matière céramique frittée dans les extrémités opposées d'un tube en matière céramique à l'état vert et en cuisant ensuite cet ensemble. 15 La figure 6 est une coupe axiale d'une lampe à décharge dont l'enveloppe et les éléments de fermeture sont ceux représentés sur la figure 2, et La figure 7 est une coupe axiale d'une lampe à décharge dont l'enveloppe et les éléments de fermeture sont ceux représentés sur 20 la figure 4. Sur les figures 1 à 4, les éléments de fermetuTe (respectivement des bouchons 2 et des capuchons 5) présentent des ouvertures (3 et 6 respectivement) pour la simple raison que l'invention possède un intérêt particulier pour la fabrication d*enveloppes pour 25 des lampes à décharge gazeuse du type à haute température et à pression élevée ainsi .que pour la fabrication d'enveloppes pour lampes à vapeur d'un métal également en vue d'un fonctionnement à température élevée. Potir un tel usage, il est évidemment nécessaire de prévoir des tubes clos et entièrement cuits (voir figures 2 et 30 4). Dans les ouvertures on ajuste des ensembles d'électrodes revêtus d'une fritte obturante. On soumet le tube ainsi assemblé à une nouvelle cuisson pour faire fondre l'obturant et établir par conséquent une jonction hermétique entre la matière céramique et le métal par une technique connue, par exemple comme décrit dans le bre-35 vet des E.U.A. N° 3.243.635. Cependant, on comprend que pour d'autres applications, les éléments de fermeture peuvent être des corps pleins (non perforés), A la figure 1, un tube en matière céramique à l'état vert 1 est muni de bouchons frittés 2 qui sont introduits dans les ex- ■ 40 trémités du tube. Ces bouchons ont une forme approximativement cy SAÎ3 ORIGINAL 69 14770 2008726 lindrique bien qu'ils présentent une légère convexité en section transversale. Avec cette forme on obtient un joint optimal; le contact maximum entre le bouchon et la paroi interne du tube est réalisé par un retrait du tube autour du bouchon. 5 A la figure 2, on fait ressortir la nature hautement inti me du contact entre les bouchons 2 et le tube fritté et rétréci 1. A la figure 3} les jupes 7 des capuchons 5 à l'état vert entourent les extrémités du tube fritté 4. lies longueurs des. jupes 7 ne sont pas critiques et doivent être simplement suffisantes pour 10 assurer une surface de scellement suffisamment étendue entre le tube et chacun des capuchons. A la figure 4, les capuchons 5 ont été frittés et les jupes 7 sont scellées de façon étanche aux gaz aux parties terminales du tube. 15 A la figure 5, le diamètre interne de la partie centrale du tronçon tubulaire fritté 10 est indiqué comme étant égal à celui des tronçons tubulaires 8 et 12 sur pratiquement la totalité de sa longueur. On aboutit à ce résultat si les tubes 8 et 12 à l'état vert qui précède le frittage ont le même diamètre intérieur que le 20 tube 10 à l'état vert. La longueur des parties terminales emboîtées 9 et 11 du tube 10 n'est pas critique mais doit être suffisante pour établir une zone de scellement adéquate entre le tube 6 et les tubes 8 et 12. Sur les figures 2, 4, 6 et 7 dont chacune représente une 25 structure entièrement cuite, les traits discontinus b indiquent la frontière apparente entre les composants en matière céramique de l'ensemble considéré. Cependant, il convient de remarquer qu'aucune solution de continuité n'existe entre les composants. Par exemple, un examen photomicroscopique de l'extrémité d'un échantillon qu'on 30 obtient en sectionnant la jupe 7 et le tube 4 entouré par cette jupe (figure 4) indique qu'une structure cristalline parfaitement continue est réalisée dans cette zone frontière. Dans la description du dessin qui vient d'être faite, on a toujours spécifié que l'un des éléments de la paire était à peu 35 près entièrement fritté et que le ou les éléments rétrécissables étaient sous forme de corps à l'état vert n'ayant subi aucune cuisson. On comprendra cependant qu'il ne s'agit pas là d'une obligation absolue. Il suffit en effet qu'il existe une différence notable entre les degrés de retrait à la cuisson des deux éléments 40 constituant le joint. Ainsi par exemple sur la figure 1 aussi bien ~ V 1 - : BAD ÛRIGINAL 69 14770 9 2008726 le tube que les "bouchons pourraient avoir subi une cuisson partielle, mais à des degrés différents, de sorte que lors de la cuisson de l'ensemble le tube se rétrécit à un degré plus notable que les bouchons, 5 Les exemples suivants, dans lesquels les parties et les pourcentages sont en poids sauf stipulation contraire, servent à illustrer l'invention sans aucunement en limiter la portée. Dans tous ces exemples, on utilise des alumi nés contenant 0,12% de magnésie en qualité de matières premières céramiques polycristallines. 10 Cependant il va de soi que le procédé convient à des matériaux frittables très variés tels que la magnésie, l'aluminate de magnésium naturel (spinelle), etc. EXEMPLE 1 : On utilise une a-alumine d'une granulométrie moyenne d'en- 15 viron 0,3 micron de diamètre pour former par compression isostati- ? que (pression 14-00 kg/cm ) un tube (tube 4 sur la figure 3). On comprime toujours dans des conditions isostatiques une tige à partir d'une gamma-alumine dont la granulométrie moyenne est notablement plus faible (c'est-à-dire environ 0,05 micron) que" celle de 20 la matière ayant servi à préparer le tube. On cuit la. tige et le tube à 1000°C pour brûler le liant et pour accroître la résistance mécanique de ces deux éléments, bien qu'à cette température un faible retrait se produise. On utilise un foret en carbure pour percer un trou central dans un tronçon de cette tige ayant 21,34 mm de 25 longueur et 15>06 mm de diamètre et on obtient ainsi tin capuchon (5 sur la figure 3) ayant un diamètre intérieur de 12,57 longueur de la jupe (7 sur la figure 3) est de 10,79 mm. On emboîte le capuchon sur une extrémité du tube dont le diamètï-e extérieur est de 12,47 mm et dont le diamètre intérieur est de 10,23 mm. On 30 cuit ensuite.cet ensemble pendant 3 heures à 1850ÔC. Le capuchon subit tua retrait et prend la forme indiquée sur la figure 4. Un échantillon de la tige à partir de laquelle le capuchon a été fabriqué, que l'on cuit avec l'ensemble, subit un retrait de 31% alors que le retrait du tube est de 24,2%. Un essai avec un détec-35 teur de fuites d'hélium confirme que la jonction entre le tube et le capuchon est parfaitement hermétique. EXEMPLE 2 : De la même façon que ci-dessus on prépare un tube et un capuchon à partir de la même a-alumine finement divisée d'une gra-40 nulométrie moyenne de 0,5 micron. On soumet la tige qui a servi à 69 14770 10 2008726 fabriquer le capuchon à une cuisson préalable â 1100°C (pas de durée de séjour) afin de renforcer cette tige préalablement au perçage. Le capuchon présenté un diamètre extérieur de 12,7 mm de diamètre, un diamètre intérieur de 10,41 mm et une jupe ayant 12,06 5 sua de longueur. On cuit le tube pendant une heure à 1600°G sous vide pour aboutir à une densité proche de la densité théorique. Après cuisson le tube présente un diamètre extérieur de 8,52 mm et ion diamètre intérieur de 7»75 mm. On emboîte le capuchon sur une extrémité du tube cuit et on soumet l'ensemble à line cuisson à 10 1850°C pendant une heure® En même temps on cuit un morceau de la tige à partir de laquelle le capuchon a été fabriqué et on constate un retrait de 21,2%. Aucun retrait supplémentaire notable ne se produit dans le tube. Un essai à l'aide d'un détecteur de fuites d'hélium démontre que le joint obtenu est parfaitement hermétique0 15 EXEMPLE 5 : On forme un tube en a-alumine (tube 1 sur la figure 1) par une compression isostatique à 1400 kg/cm à partir d'une poudre d'alumine dont la granulométrie moyenne est de 0,3 micron. A la même pression, on forme un bouchon en forme de disque (bouchon 2 20 sur la figure 1) à partir d'une a-alumine dont la granulométrie moyenne est de 1,55 micron et dont la-distribution granulométrique est indiquée dans le tableau ci-après » TABLEAU Diamètre (microns) °/o en poids au-dessous de cette 2^ dimension 20 100 10 97 8 93 . 6 86 30 ^ 75 2 56 1 41 0,8 37 - 0,6 30 je; 0,4 20 0,3 8 En raison de cette distribution granulométrique particulière, l'alumine dont on-forme"le bouchon possède.(comme il.fallait s'y attendre) une plus grande aptitude au tassement que l'alumine 4q qui a servi à fabriquer le tube. Le diamètre du bouchon est de ; . ' . ' BAD ORIGf'MM. 69 14770 2008726 10,4-1 mm et son épaisseur est d'environ 5 mm. Les bords du bouchon sont arrondis de sorte que lorsqu'on l'observe en section transversale, sa forme est celle d'un fût aplati. On introduit le bouchon dans le tube dont le diamètre extérieur est de 12,4-7 mm et le dia-5 mètre intérieur est de 10,24 mm et on cuit l'ensemble sous vide pendant une heure à 1850°C, On constate que le bouchon subit un retrait de 11,6% alors que le retrait du tube est de 23,8%. On obtient ainsi un joint hermétique. Il est évident que dans les exemples précédents, les obtu-10 ratevirs 2 et 5 ne présentent pas d'ouvertures du type indiqué par les références 3 ou 6 sur les figures 1 à 4. En se référant maintenant à la figure 6, la lampe représentée comprend une enveloppe 1 en un oxyde céramique translucide fritté, tel qu'une alumine polycristalline. A chaque bout de l'en-15 veloppe 1, sont montés des obturateurs perforés 2'sous forme de bouchons en matière céramique frittée qui sont liés de façon hermétique et monolithique à la paroi intérieure de l'enveloppe 1 le long de la ligne de démarcation apparente b. Des éléments électriquement conducteurs 13 et 13a supportant des électrodes sont entourés par 20 les obturateurs 2 et sont hermétiquement liés à la paroi de l'ouverture correspondante dens les éléments d'obturation,' ce résultat étant obtenu par l'interposition d'une couche d'un obturant aux endroits nécessaires. L'élément de support d'électrode 13 est représenté comme étant un élément tubulaire dans lequel est formé tin 25 passage ou alésage 15 qui communique avec l'espace à l'intérieur de l'enveloppe 1, de sorte que, de façon connue, on peut faire le vide dans l'enveloppe et introduire dans cette dernière d'abord un gaz inerte ionisable (par exemple l'argon, le xénon ou le krypton) et ensuite une substance vaporisable qui émet de la lumière et 30 qui peut être un métal actif ou un halogénure d'un métal actif. Parmi les substances qui émettent de la lumière, on mentionnera notamment les métaux alcalins (sodium, lithium et césium), les métaux alcalino-terreux (calcium, strontium et baryum) ainsi que le scandium, le gallium, l'indium, le thallium, le mercure et le zinc 35 et les halogénures de tous les métaux indiqués. L'élément 13a de support d'électrode est essentiellement identique à l'élément 13 sauf que son extrémité extérieure est hermétiquement close par ce que l'on appelle un joint de pincement ou par soudage sous pression, comme représenté» On monte des électrodes 14 sur les extré- -40 mités des supports 13 et 13a et on les installe à proximité des bW3 0WQ>NAL 69 14770 2008726 12 extrémités de l'enveloppe 1, à l'intérieur de cette dernière et occupant une position centrale dans l'enveloppe. Il est évident que la lampe représentée sur la figure 6 utilise la structure en matière céramique de la figure 2. De même, 5 la lampe représentée stir la figure 7 utilise la structure en matière céramique de la figure 4. A la figure 7} les parties terminales de l'enveloppe 4 en matière céramique translucide frittée sont liées dans des conditions hermétiques et monolithiques tout au long de la ligne de démarca-10 tion apparente b aux éléments de fermeture en forme de capuchons perforés 5 dont les jupes 7 entourent lesdites parties terminales. Sauf pour ce qui est de la différence de la forme et de l'emplacement des éléments de fermeture 2 et 5 respectivement, les lampes selon les figures 6 et 7 sont comparables et par conséquent les élé-15 ments qui portent les mêmes références numériques remplissent dans chaque cas la même fonction. Aussi bien sur la figure 6 que sur la figure 7» on s'est contenté de représenter les électrodes de travail 14. Cependant,-on comprend qu'une ouverture supplémentaire peut être prévue dans 20 le bouchon ou le capuchon pour permettre l'installation d'une électrode d'amorçage en position adjacente" à une électrode de travail 14 mais électriquement isolée de cette dernière. Les ouvertures 3 et 6 dans les éléments de fermeture 2 et 5 des figures 2 et 4 respectivement, qui doivent recevoir les élé-25 ments de support d'électrodes 13 et 13a (figures 6 et 7) peuvent être pratiquées de diverses manières et peuvent être cylindriques ou au contraire tronconiques (comme représenté). On peut les percer dans l'élément de fermeture correspondant pendant que celui-ci est encore à l'état vert, en tenant naturellement compte du retrait 30 anticipé lors de la cuisson, après quoi on cuit le corps. Une ouverture cylindrique ainsi formée est habituellement prête pour une obturation hermétique. Dans le cas d'une ouverture tronconique dans l'élément de fermeture cuit, il est souhaitable de revêtir sa paroi pour assurer une régularité maximale de contact entre 35 cette paroi et le support d'électrode de forme tronconique correspondante qui sera ultérieurement introduit dans cette ouverture. En variante, on peut former une ouverture cylindrique dans un élément d'obturation à l'otat vert et on calcule alors la dimension de cette ouverture de manière que, après la cuisson, l'ouverture ^O ait un diamètre légèrement plus petit que le plus petit diamètre de ; o. bad original 69 14770 2008726 l'ouverture tronconique désirée. On transforme ensuite cette ouverture cylindrique en une ouverture tronconique et pour cela on effectue une rectification à l'aide d'un outil ayant la forme tronconique requise. Avec cette technique on réduit au minimum la quanti-5 té de matériau qu'on enlève au cours de la rectification et on économise notablement sur la main d'oeuvre. On comprend que les ouvertures peuvent également être formées par perçage ou meulage dans des éléments de fermeture après cuisson* Cependant, ei^aison de la dureté d'une matière céramique 10 cuite, un tel mode opératoire est plus difficile et plus long que l' exécution de la même opération sur le matériau moins dur à 1* état vert. Egalement, on augmente les risques d'une augmentation du nombre de pièces à mettre au rebut par suite de cassures et il est é-vident que la mise au rebut d'une pièce cuite est plus coûteuse que 15 celle d'un corps à l'état vert. Les éléments de support des électrodes peuvent être entièrement cylindriques. On préfère néanmoins que la partie de l'élément de support qui doit être placée dans l'ouverture de l'obturateur soit légèrement effilée, comme c'est d'ailleurs le cas des 20 éléments 13 et 13a représentés sur les figures 6 et 7« Bien entendu, les ouvertures (3 et 6 sur les figures 2 et 4 respectivement) présentent un profil effilé ou tronconique correspondant. Ce profilage effilé de l'ouverture et de l'élément de support d'électrode simplifie la tâche de mise en place de l'électrode en position 25 centrale dans l'enveloppe de la lampe. De plus, ce profilage facilite l'établissement d'un excellent joint entre l'élément obturant et le support d'électrode avec une application minima d'une substance obturante. Quand on établit le joint, on munit l'une des deux surfaces considérées ou les deux (c'est-à-dire la paroi de l'ouver-30 ture et la surface extérieure de la partie effilée du support d'électrode) d'une couche de substance obturante et pour cela on applique une suspension d'une matière obturante finement broyée am sein d'un véhicule liquide convenable. On introduit ensuite l'élément de support avec un ajustage étroit dans l'ouverture de l'élé-35 ment d'obturation et on installe le tout dans le four. Des moyens sont prévus pour exercer une pression sur l'extrémité extérieure de l'élément de support dans le sens des axes longitudinaux de l'élément de support et de l'enveloppe tubulaire de lampe. Il est évident qu'à mesure que la substance obturante se ramollit pa.r 40 chauffage, la pression exercée pousse l'extrémité effilée du sup- SAD ORIGINAL 69 14770 2008726 port en contact plus étroit avec la paroi de l'ouverture de forme effilée correspondante. Il en résulte que l'obturant plastifié par .la chaleur est en grande mesure refoulé à partir de la zone annulaire conique définie par les surfaces coopérantes, en ne laissant 5 en place qu'une couche obturante ayant l'épaisseur minima avantageuse, Pour cette opération, une pression modérée est suffisante/ On comprendra naturellement qu'on peut également former des joints à l'aide d'alliages de métaux réactifs, de façon connue, au lieu de joints à base d'un verre obturant. 10 Eventuellement, la matière obturante n'a pas besoin d'être appliquée de manière à revêtir entièrement la paroi de 1'ouverture de l'élément de fermeture et la surface du support d'électrodee En effet, la matière obturante peut être éliminée des surfaces les plus proches des extrémités étroites des deux éléments considérés. 15 Quand on cuit l'ensemble, l'application de pression à 16élément de support comme il a été décrit ci-âessusfprovoque le coulage de . l'obturant plastifié par la chaleur à la fois vers les extrémités large: et étroite de la zone annulaire conique de scellements Use simple expérimentation routinière permettra de déterminer la quan-20 tité nécessaire d'obturant ainsi que l'étendue des surfaces les plus étroites que l'on peut laisser sans obturant, de manière à assurer que, d'une part, toute la zone de scellement reçoive la quantité voulue d'obturant et que, d'autre part, la quantité d'obturant qui sera extrudée sous pression autour de la partie du sup-25 port se trouvant à l'intérieur de l'enveloppe de la lampe soit très faible ou même nulle. Naturellement, le scellement hermétique des supports effilés dans les ouvertures des obturateurs peut se faire sans application de pression. On applique l'obturant aux parties à réunir, on 30 introduit le support d'électrode dans une ouverture et on le positionne de façon étroitement ajustée, puis on cuit l'ensemble à une température et pendant une durée nécessaires pour faire fondre l'obturant. Un avantage particulier qui découle de l'utilisation des 35 éléments de fermeture en matière céramique selon l'invention, en remplacement des capuchons ou des disques métalliques^ apparaît à l'évidence dans le cas de lampes contenant des métaux comme le sodium ou le mercure. 3n effet, quand on désexcite une telle lampe, le refroidissement qui en résulte provoque la condensation du métal 40 qui forme facilement des gouttelettes venant en contact à la fois 1 j bad original 69 14.770 2008726 avec le tube en matière céramique et avec le joint métallique. Quand on remet la lampe en route, ce métal condensé peut constituer en fait une surface d'électrode, pour la simple raison que ce métal est en contact électrique avec le support d'électrode par l'inter-5 médiaire du joint métallique. En raison du faible travail de sortie de ce métal, un arc peut s'établir entre une électrode et une gouttelette de métal qui touche la paroi du tube au lieu de l'arc qui doit normalement être établi entre les deux électrodes. La chaleur provoquée par 11évaporation de la gouttelette par l'action de 10 l'arc reste évidemment localisée et peut être suffisante pour provoquer une rupture par choc thermique du tube en matière céramique ayant une paroi mince, à proximité de la gouttelette. Dans une lampe selon l'invention, une gouttelette condensée de métal qui vient en contact à la fois avec la paroi du tube et avec l'élément de 15 fermeture ne vient en contact réel qu'avec la matière céramique et ne peut donc en aucun cas établir un contact électrique avec le support d'électrode. Par cette technique on supprime donc les ruptures des lampes pour le motif indiqué. Il est évident que la matière obturante servant à lier les 20 supports d'électrodes aux parois des ouvertures correspondantes, le gaz inerte et les substances émettrices de lumière constituant le remplissage de la lampe, ainsi que le ou les métaux servant à fabriquer les électrodes et les supports d'électrodes seront choisis par le fabricant des lampes et sont dans une certaine mesure 25 fonction les uns des autres. Ainsi par exemple si le remplissage de la lampe contient un halogénure d'un métal actif, on ne choisira pas le niobium pour la fabrication des supports d'électrodes car ce métal ne possède pas la résistance nécessaire à l'action corro-sive de tels halogénures et, naturellement, la surface intérieure 50 du support tubulaire comiriunique avec l'intérieur de la lampe. De façon représentative, le corps tubulaire de la lampe ainsi que les éléments de fermeture seront fabriqués en alumine. Si les supports d'électrodes sont en niobium, l'obturant peut être un verre composé de 49% de AlgO^, 45% de GaO et 6% de MgO. Les 35 électrodes sont de préférence en tungstène. Un remplissage acceptable pour line telle lampe peut être le sodium, le mercure et un gaz inerte tel que par exemple le krypton. Il va de soi que l'on peut apporter des modifications aux modes de réalisation qui ont été décrits, sans sortir pour cela du 40 cadre de l'invention. BAD ORIGINAL 69 14770 16 2008726 BEVEITOICATIONS 1. Un procédé de fabrication d'un corps monolithique en •une matière céramique polycristalline à partir d'au moins deux é-léments constitutifs dont l'un au moins est un corps tubulaire en 5 matière céramique, caractérisé en ce qu'on utilise au moins un second élément constitutif en une matière qui, quand elle est fri-tée, possède essentiellement le même coefficient de dilatation thermique que ledit corps tubulaire après frittage mais qui présente un degré de retrait à la cuisson notablement différent de celui 10 de ce corps tubulaire, on assemble le corps tubulaire et le second élément constitutif essentiellement de façon circonférentiellement contiguë de manière que la partie de l'ensemble ainsi obtenu qui possède le plus fort degré de retrait à la cuisson constitue la partie extérieure de l'ensemble, et on cuit ledit ensemble. 15 2. Un procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la partie intérieure de l'ensemble est une extrémité du corps tubulaire, tandis que la partie extérieure de l'ensemble est un capuchon muni d'une jupe entourant l'extrémité en question du corps tubulaire. 20 5. Un procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la partie extérieure dudit ensemble est une extrémité du corps tubulaire alors que la partie intérieure de l'ensemble est un bouchon introduit dans cette extrémité. 4. Un procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce 25 que l'on soumet le corps tubulaire au moins à une cuisson partielle pour en provoquer le retrait préalablement à l'assemblage d'une extrémité du corps avec ledit capuchon. 5» Un procédé selon la revendication 5» caractérisé en ce qu'on soumet le bouchon au moins à une cuisson partielle pour en 30 provoquer le retrait préalablement à l'assemblage de ce bouchon dans une extrémité du corps tubulaire. 6. Un procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la partie extérieure de l'ensemble est une extrémité du corps tubulaire, tandis que sa partie intérieure est une extrémité d'un 35 second corps tubulaire en matière céramique introduite dans ladite extrémité du premier corps tubulaire. 7. Un procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'on soumet le second corps tubulaire à une cuisson au moins partielle pour en effectuer le retrait avant l'introduction d'une 40 extrémité de ce corps dons l'extrémité du premier corps tubulaire. MD ORIGINAL 69 14770 2008726 8. Un corps monolithique en matière céramique polycristal-line réalisé par le procédé selon la revendication 1-, caractérisé en ce qu'il comprend un premier corps en matière céramique poly-cristalline présentant une surface sensiblement cylindrique et un 5 second corps en une matière céramique polycristalline qui est la même que la matière ayant servi pour le premier c'orps , ce. second corps entourant le premier corps de façon circonférentiellement contiguë et étant lié hermetiquement sous forme d'une structure monolithique au premier corps au moins sur une partie longitudinale 10 de ladite surface cylindrique. 9. Un corps monolithique en matière céramique polycristalline selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il est utilisé en tant qu'enveloppe munie, à chaque "bout, d.4.'éléments de fermeture perforés, d'une lampe électrique à décharge. 15 10. Une lampe électrique à décharge du type à arc selen la revendication 9> caractérisée en ce que les ouvertures des éléments de fermeture perforés sont profilées de manière à s'évaser vers l'extérieur et les éléments de support d'électrodes qui sont hermétiquement scellés aux éléments de fermeture perforés présen-20 tent une conicité vers l'intérieur complémentaire, de celle des ouvertures. 11. Une lampe selon la revendication 9» caractérisée en ce que la matière céramique polycristalline est essentiellement ua oxyde céramique polycristallin, 25 12. Une lampe selon la revendication 9 ou 10, caractérisée en ce que la matière céramique polycristalline est essentiellement de l'alumine. 13. Une lampe selon la revendication 10, caractérisée en ce que les éléments de fermeture perforés sont des capuchons munis 30 de jupes qui entourent les extrémités du corps tabulaire en oxyde céramique polycristallin transmettant la lumière. 14. Une lampe selon la revendication 10, caractérisée en ce que les éléments de fermeture perforés sont des bouchons mis en place dans le corps tubulaire en oxyde céramique polycristallin 35 transmettant la lumière. BAD ORIGINAL