Brevet FR2191246A1 — publié le 19740201

La présente invention concerne un procédé pour la fabrication d'une électrode froide destinée à 11 emploi dans un tube de décharge à gaz. Elle s'étend à une électrode conforme à celle obtenue par le procédé. De nombreux efforts ont été faits pour améliorer le pouvoir démission d'électrons d'une électrode froide utilisée dans un tube de décharge à gaz, en vue d'augmenter la performance du tube. Le rendement d'émission d'électrons d'une telle électrode froide est réduit, par exemple, par des impuretés contenues dans la matière de ltélectrode elle-même, ou par une émission-de gaz hors de l'électrode, ou des gaz résiduaires restant à l'intérieur de l'enveloppe du tube de décharge. En vue d'éliminer de tels effets perturbateurs et d'augmenter ainsi l'efficacité d'émission d'électrons d'une telle électrode froide, il est connu de prévoir un récepteur inséré dans l'enveloppe séparément de l'électrode froide, de telle manière que les gaz d'émission et analogues soient absorbés par ce récepteur. L'insertion additionnel d'un tel récepteur rend cependant plus difficile la fabrication du tube de décharge, d'autant plus qu'on désire le faire plus petit. Pour éviter'ces inconvénients dus à l'introduction d'un récepteur inséré séparément, on a proposé une électrode froide qui remplit la fonction d'un tel récepteur, par exemple par le brevet japonais 47. 11510. Conformément à ce brevet, le procédé de fabrication d'une électrode froide pour tube de décharge à gaz comprend le mélange préalable de nickel pulvérisé avec un alliage contenant au moins un métal alcalin ou alcalinoterreux ou avec un mélange de l'un de ces métaux et d'un matériau réducteur, le mélange de nickel ainsi composé étant mis sous la forme adéquate pour une électrode et fritté à une température inférieure à la température d'activation des composants ajoutés au nickel pulvérisé, et étant fixé mécaniquement sur une tige de métal pour former une électrode qu'on scelle dans une enveloppe d'un tube de décharge, cette enveloppe étant successivement soumise au vide, chauffée, remplie avec la charge gazeuse, et les composants ajoutés au nickel étant activés par au moins une impulsion électrique. Conformément à ce procédé, il est pos sible de réaliser un tube de décharge dans lequel l'émission gazeuse à l'intérieur du tube peut être éliminée au moyen de l'activation des composants ajoutés au nickel pulvérisé. Cependant) dans ce procédé, on utilise du nickel en poudre pour former l'électrode, de sorte que des impuretés restant simplement dans la poudre de nickel peuvent causer des détériorations à l'intérieur de l'électrode, de sorte que celleci n'est plus apte à absorber les gaz indésirables. Pour éviter ce risque, il est nécessaire de prévoir une opération dupplémentaire dans laquelle le nickel pulvérisé est mélangé avec une substance réductrice telle que BaAl4, de telle sorte que les impuretés inévitables restant dans la poudre de nickel sont combinées avec cette structure réceptrice, telle que BaA14, pour les rendre inactives. Des recherches- ont aboutit à la mise au point d'un nouveau procédé dans lequel l'addition d'une substance réductrice en vue d'éliminer certaines impuretés inévitables restant dans la matière composant l'électrode peut être supprimée, ce qui simplifie la fabrication du-tube de décharge. Il a été constaté en conséquence que, au lieu de nickel, des métaux tels que le zirconium et le tantale qui appartiennent à la catégorie TV A et V A du tableau périodique des éléments, conviennent exactement pour être appliqués comme matière de base pour une électrode du type recherché, sans exiger l'opération d'addition d'une substance quelconque au cours de la fabrication , l'électrode ainsi obtenue étant exempte du risque de détérioration interne mentionné plus haut. L'invention a donc pour objet un procédé de fabrication d'électrode froide pour tube de décharge à gaz, caractérisé en ce qu'on prépare un métal en poudre choisi dans les catégories IVA et VA de la table des éléments, par décomposition à une température inférieure à la température d'activation, on prépare un métal alcalin choisi dans les catégories IA et IIA de la table des éléments par décomposition à une température inférieure à sa température d'activation et on dissout ce métal alcalin dans un solvant volatil pour former une solution avec laquelle on recouvre les particules du premier mental en poudre, on forme, avec ces particules revêtues, un organe d'électrode qu'on fritte et qu'on active pour former une plaquette qu'on fixe mécani niquement sur une tige d'un métal à point de fusion relativement élevé, on scelle cette électrode dans une enveloppe de tube de décharge où on fait le vide et qu'on remplit avec une charge de gaz appropriée, après quoi on active l'électrode à l'aide d'au moins une impulsion électrique. Une telle électrode est activée et régénérée à chaque décharge du tube, de sorte que les impuretés gazeuses engendrées à l'intérieur de l'enveloppe du tube, comme résidus indésirables de cette décharge sont éliminées en purifiant la charge gazeuse contenue dans l'en- enveloppe, de sorte que l'efficacité d'émission électronique est accrue. La description ci-après se rapporte à un exemple de réalisation représenté aux dessins, dans lesquels - la figure 1 est une vue en élévation latérale et coupe longitudinale d'un tube de décharge à gaz employant une électrode froide conforme à l'invention - la figure 2 est une vue latérale agrandie de l'électrode de figure 1, partie en coupe - la figure 3 est une vue en coupe agrandie d'une particule composant ltélectrode froide des figures i et 2. D'après la figure i un tube de décharge à gaz employant une électrode froide fabriquée conformément à l'invention comprend une enveloppe i en verre. L'enveloppe i montrée dans la figure i a une forme rectiligne, mais elle peut être en forme de U . A chaque extrémité de l'enveloppe est prévue une tige d'électrode 2 et 3 respectivement. Chacune a une extrémité s'étendant vers l'extérieur à partir d l'enveloppe. Les autres extrémités des tiges sont logées à l'intérieur de l'enveloppe i. A la tige d'électrode 2 est fixée un organe d'électrode 3 sur son extrémité intérieure à l'enveloppe. I1 n'est pas prévu d'organe récepteur séparé inséré dans l'enveloppe, dont la fonction est remplie maintenant par l'organe d'électrode 3 spécialement construit à cet effet. Conformément à l'invention, l'organe d'électrode 3 est fabriqué suivant le procédé ci-après. Du zirconium pulvérisé, qui appartient à la catégorie IV A de la table périodique est obtenue sous une condition de grande pureté par décomposition dlun composé contenant cet élément métallique à une température inférieure à la température d'activation. D'autre part, le carbonate de césium est décomposé à une température inférieure à sa température d'activation pour donner du césium,-un mét-al-alcalin appartenant à la catégorie IA de la table périodique, dans une condition de haute pureté après élimination du composé carbonate. Le césium pulvérisé ainsi obtenu est dissous dans un solvant volatil tel que l'alcool pour donner une solution de césium. On mélange la poudre de zirconium purifié avec cette solution de césium pour former des particules de zirconium 5 dont chacune est recouverte sur toute sa surface d'une couche de césium 6 (figure 3). Ces particules 5 sont mises sous la forme désirée pour l'organe d'électrode. Cet organe d'électrode composé des particules de zirconium revètues est ensuite fritté et activé, pour former une plaquette d'électrode 3 qui est fixée mé- caniquement d'une manière connue sur la tige d'électrode 2 faite en un métal à point de fusion relativement élevé (figure 2). L'organe d'électrode ainsi formé et traité est ensuite scellé dans l'enveloppe 1 dans laquelle ai fait alors le vide, puis qui est chauffée et remplie avec la charge gazeuse requise. L'organe d'électrode 3 est ensuite activé par au moins une impulsion électrique. Conformément à l'invention, les gaz d'impuretés qui subsistent dans le gaz de charge dans l'en- veloppe 1 ou qui sont engendrée à partir de la tige et l'électrode 2 lorsqu'elle est chauffée par la décharge, sont réduits par l'organe d'électrode 3 asti moyen du matériau capteur qu'il contient comme constituant, lorsque l'électrode est régénérée chaque fois par les impu-l-sions électriques qui lui sont appliquées pendant la décharge. Les gaz d'impuretés ainsi réduits sont déposés sur une portion froide à l'intérieur du tube, de sorte que l'espace intérieur de l'enveloppe 1 est rempli seulement par le gaz de charge à haut degré de pureté. En conséquence, il n'est pas nécessaire de prévoir un capteur séparé dans le tube pour l'absorption des gaz d'impuretés.Comme l'organe d'électrode qui assure cette fonction est régénéré chaque fois par les impulsions électriques appliquées au cours de la décharge, le fonction nement de l'organe d'électrode comme capteur est maintenu pour une longue durée de service. D'autre part, du fait que le zirconium pulvérisé est formé en particules de zirconium recouvertes de cesium, le degré de mélange entre césium et zirconium devient beaucoup plus grand que dans le cas d'un simple mé langa, et la quantité de césium relativement suffisante par rapport à la quantité de zirconium réduit le rôle à remplir par l'organe d'électrode 3. Comme décrit plus haut, les gaz d'impuretés dans le tube sont éliminés aussi fréquemment que des impulsions électriques sont appliquées au tube, de sorte que le rôle de l'électrode est facilité et que l'efficacité de l'émission d'électrons de l'électrode froide est améliorée. Au lieu de zirconium, on peut utiliser comme matériau de base pour l'organe d'électrode, d'autres métaux de la catégorie IV A ou VA de la table périodique des éléments. En plus du césium, d'autres métaux alcalins de la catégorie IA ou IIA de la table périodique peuvent être utilisés comme additions à ce matériau de base. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation ci-dessus décrit et représenté, à partir duquel on pourra prévoir d'autres variantes, sans pour cela sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 10) Procédé de fabrication d'électrode froide pour tube de décharge à gaz, caractérisé en ce qu'on prépare un métal en poudre choisi dans les catégories IVA et VA de la table des éléments, par décomposition à une température inférieure à la température d'activation, on prépare un métal alcalin choisi dans les catégories IA et IIA de la table des éléments par décomposition à une température inférieure à la température d'activation et on dissout ce métal alcalin dans un solvant volatif pour former une solution avec laquelle on recouvre les particules du premier métal en poudre, on forme, avec ces particules revêtues, un organe d'électrode qu'on fritte et qu'on active pour former une plaquette qu'on fixe mécaniquement sur une tige d'un'métal à point de fusion relativement élevé, on scelle cette électrode dans une enveloppe de tube de décharge où on fait le vide et qu'on remplit avec une charge de gaz appropriée, après quoi on active l'électrode à l'aide d'au moins une impulsion électrique. 20) Electrode froide pour tube de décharge à gaz caractérisée en ce qu'elle est composée comme matériau de base d'un métal en poudre de haute pureté des catégories TVA et VA de la table des éléments, auquel est ajouté un métal alcalin des catégories IA et IIA pour donner des particules auxquelles on donne la forme d'une électrode et qui sont stabilisées par frittage.