Brevet FR2050383A1 — publié le 19710402

I1 est établi que pour l'émission thermo-ionique dans le vide il est utilisé des filaments en tungstène chauffés à des tempe'ratures dépassant 2 000 degrés. En recouvrant ces filaments d'une couche d'oxydes alcalinoterreux, l'émission électronique s'effectue déjà à partir de 800 degrés. L'émission froide et la photo-émission, à effet beaucoup plus faible, ni ont donné lieu qu'à des applications restreintes. La présente invention a pour objet des dispositifs créant des sources émettrices d'électrons déjà à basse température se basant sur la constatation que certains verres s'y pretent particulièrement bien lorsqu'ils sont traversés par un courant électrique alternatif de tension élevée. I1 s'agit suivant l'invention de verres composés de silice et métaux alcalins. Ce phénomène s'explique par la conductibilité unipolaire de ce genre de verres où le courant est transporté par les catchions, en général un métal alcalin qui peut entre du sodium ou du potassium, tandis que l'anion silice reste fixe et assure la cohésion mécanique de la paroi du verre à travers laquelle passe le courant. Le caractère fortement électropositif aes métaux alcalins donne lieu à une émission électronique très abondante qui provoque l'ionisation des gaz ou vapeurs existant sous faible pression dans des tubes exempts d'air. Gr ce à ces propriétés de ce verre, il est possible de réaliser nombre d'appareils à décharge électrique, où l'emploi des cathodes portées à haute température est malaisé. Un avantage entre autres de cés électrodes en verre consiste dans le fait que la température qui ne dépasse que peu celle de l'ambiance ordinaire est atteinte et maintenue par le seul passage du courant sans nécessiter une deuxième source de chauffage pour l'alimentation des filaments. Ces électrodes en verre se prêtent à de nombreuses applications, par exemple comme amorceur de la décharge dans les tubes à cathodes de mercure, ignitrons de redressement ou à impulsions, excitrons, sendytrons et autres, ainsi qu'à la lutte contre la pollution de l'air et de l'eau, enfin peuvent servir à des réactions chimiques et à d'autres fins. Le dessin schématique annexé représente, à titre d'exemple non limitatif, trois dispositifs fonctionnant suivant l'invention grtce à l'emploi de ce verre spécial. Fig. 1 se rapporte à une ampoule à lumière froide, Fig. 2 concerne un ballon effluveur et Fig. 3 a trait à un tube de décharge. L'ampoule à lumière froide, suivant la Fig. 1, comprend un ballon a muni en opposition de deux électrodes b et c en verre spécial de propriété sus-mentionné qui sont facilement réalisées en soufflant deux boules de verre à partir d'un tube. Ces boules b et c sont revêtues à l'intérieur d'une couche conductrice réalisée de préférence en évaporant dans le vide de l'aluminium. La paroi intérieure du ballon a est tapissée d'une couche de matière luminescente, telle que par exemple du sulfure de zinc phosphorescent. Le ballon a est rempli d'un gaz rare à une pression inférieure à imm Hg ionisé par l'émission en provenance des électrodes b et c. Dès que le verre des électrodes b et c est porté à une température d'environ 40 degrés par le courant qui passe au début par capacité, le régime de l'ampoule a change totalement en Si éclairant brillamment. En pratique l'ampoule a aura un diamètre d'environ 20 cm et les électrodes b et c à boules seront obtenues par soufflage en partant d'un tube d'environ 2 cm de diamètre. L'application de ce verre à un ballon effluveur, illustré par le schéma de la Fig. 2, comprend une ampoule ordinaire d servant à la fabrication des lampes à incandescence dont la calotte supérieure e est recouverte à l'extérieur d'une couche conductrice e. En reliant cette surface, au moyen d'un conducteur f, à l'une des bornes d'un transformateur élévateur de tension, le courant passe à travers le diélectrique du verre de l'ampoule d par capacité. L'autre amenée du courant a lieu à travers l'électrode Z soude dans un pied normal h de l'ampoule à incandescence d. Cette électrode g en verre spécial est munie d'un enduit conducteur tapissant tout son intérieur. Une deuxième électrode i, traversant également le pied h de l'ampoule d, permet le montage d'un petit filament k dont la seule fonction consiste à faciliter l'amorçage de l'appareil et qui peut 8trie mis hors circuit. La température nécessaire à l'émission est alors maintenue par le passage du courant. Le courant parvient à 1' électrode annulaire 1 de mercure entourant le pied de l'ampoule d par le recouvrement conducteur de 1 i électrode en verre Un collier m en métal, de préférence en nickel, monté sur l'électrode i maintient l'électrode en verre g au revêtement conducteur de laquelle il amène le courant. En branchant cet appareil sur une source de tension convenable, il s'établit sur le mercure I des effets redresseurs électrostatiques, des extracourants de rupture et de fermeture qui engendrent sur l'ampoule ou,le ballon d des aigrettes sous forme d'une véritable auréole qui produit de l'ozone avec un rendement suffisant pour assainir l'air ou purifier et stériliser de liteau. L'application du verre spécial préconisé par l'invention à un tube de décharge est montrée à la Fig. 3. il peut servir d'éclateur dans un circuit oscillant fournissant des ondes très amorties. Le fonctionnement est le même que le ballon effluveur de la Fig. 2, sauf que le revêtement capacitaire e de la forme d'exécution précédente recouvrant l'extérieur du ballon d est remplacé ici par une anode intérieure n qui entoure à faible distance liélectrode en verre g. En augmentant la tension de ces ondes au moyen d'un transformateur "mBoLA" par exemple, on obtient un courant d'une c ractéristique particulièrement favorable à assurer le dépoussiérage et ltépuration des fumées dans les cheminées. "e verre utilisé contient en général une forte proportion de métal alcalin. On pourrait également utiliser et obtenir le même effet par une couche d'un émail ayant les propriétés du verre appliquée sur un support métallique. Il est également recommandé de recouvrir la boule émissive de l'électrode g d'un métal n'ayant aucune affinité pour le mercure, tel que le nickel, lequel peut 8tre disposé par pulvérisation cathodique dans le vide ou par décomposition thermique du nickeltétracarbonyle. Un pareil revêtement, presque monomoléculaire, laisse passer les électrons mais s'oppose à l'émission des particules matérielles du verre à l'intérieur des tubes à vide. La durée de ces tubes peut être prolongée à plusieurs milliers d'heures de fonctionnement par le choix judicieux des verres présentant l'effet d'émission électronique. REVENDICATIONS 1). Dispositifs créant des sources d'électrons à basse température consistant en un ballon ou une ampoule contenant des électrodes, caractérisés en ce que les électrodes sont constituées en un verre composé de silice et de métaur alcalins tels que, travèrsé par un courant alternatif de tension élevée, ce verre ayant la propriété de conductibilité unipolaire, le métal qutil contient, par les cathions, transmet le courant tandis que l'anion silice, restant fixe, assure la cohésion mécanique de la paroi du verre à travers laquelle passe le courant, la propriété fortement électropositive des métaux alcalins donnant lieu à une émission électronique très abondante qui provoque l'ionisation des gaz ou vapeurs existant sous faible pression dans les ballons ou ampoules exempts d'air. 2). Dispositifs suivant la revendication 1, caractérisés en ce que le ballon est muni de deux électrodes de ce verre spécial, revêtues à l'intérieur d'une couche conductrice, la paroi intérieure du ballon étant tapissée d'une couche de matière luminescente et le ballon rempli d'un gaz rare. 3). Dispositifs suivant la revendication 1, caractérisés en ce que le ballon destiné à servir d'effluveur est recouvert à l'extérieur de la partie supé rieure de sa calotte d'une couche conductrice reliée à l'une des borne: d'un transforwateur à haute tension tandis que l'autre amenée du courant a lieu à travers l'électrode en verre spécial tapissé à l'intérieur d'un enduit conducteur, une deuxième électrode munie d'un filament et pouvant entre mis hors circuit étant prévue dont la fonction consiste à faciliter l'amorçage de l'appareil, le courant parvenant à une électrode annulaire de mercure par le recouvrement conducteur de l'électrode en verre. 4). Dispositifs suivant les revendications 1 et 3, caractérisés en ce que la couche conductrice extérieure sur la partie supérieure de la calotte est remplacée par une anode intérieure du ballon entourant à faible distance l'électrode en verre spécial. 5) Dispositifs suivant la revendication I, caractérisés en ce qu'au verre est substitué une couche d'émail ayant les mimes propriétés que celui-ci, appliquée sur une couche métallique