Brevet FR2454693A1 — publié le 19801114

L'invention se rapporte à une enceinte de décharge électrique qui est équipée d'une cathode dopée comprenant un composant qui se vaporise partiellement dans les conditions de fonctionnement, ladite enceinte comprenant une autre électrode constituée d'une grille formée d'un métal de base revêtu d'une couche extérieure métallique. Les enceintes de décharge de ce type sont connues et décrites par exemple dans la revue "British Journal of Applied Physics", volume 10, février 1959, nO 2, pages 71 à 74. Le métal de base de la grille est du molybdène, tandis que la couche extérieure consiste en un composé intermétallique de platine et de molybdène. L 'émission thermique de la grille de ces enceintes de décharge est faible meAme sous forte charge et pendant de longues périodes. Ces enceintes ont toutefois l'inconvénient que le dépôt du revêtement de platine et de molybdène sur le métal de base de la grille ne peut s'effectuer que de manière non rentable et ne peut pas être exécuté par des technologies simples et éprouvées. La demande de brevet de la R,F.A. DE-AS nO 1 276 216 décrit par ailleurs des enceintes de décharge de ce type dans lesquélles le noyau de la grille, qui est en un métal à point de fusion élevé, est revêtu de zirconium qui con tiento en proportion pouvant atteindre 10 % en poids,un métal ayant une grande affinité pour le thorium Ces revêtements peuvent se déposer sur le métal de base par des procédés connus et efficaces, cependant leur émission primaire est trop élevée, car l'affinité du fer et du nickel pour le zirconium est plus grande que pour le thorium. Le brevet britannique nO 803 318 décrit une grille d'enceinte de décharge dont le noyau est en un métal à point de fusion élevé et qui est revêtu d'un métal du groupe du platine. Ces grilles sont aussi réalisables par des technologies éprouvées. Elles ont toutefois 1 'inconvénient que la couche extérieure risque de subir une modification par diffusion de la matière de cette couche dans celle du noyau et inversement, et donc l'émission primaire devient incontrtlable. Un autre principe connu (demande de brevet DE-OS nO 2 202 827) consiste à réaliser les grilles d'enceintes de décharge électrique en plusieurs couches consistant en un métal de base, une couche intermédiaire et un revêtement. Le métal de base de la grille est du molybdène ou du tungstène lorsque la cathode utilisée est en tungstène thorié. La couche intermédiaire déposée sur le métal de base sert de barrière de diffusion pour le revêtement et consiste en carbure de zirconium, en rhénium ou en un composé intermétallique d'un métal à point de fusion élevé et d'un métal du groupe VIII du système périodique, en particulier en ZrPt3. Cette couche intermédiaire est revêtue d'un métal à travail d'extraction élevé, en général d'une couche de platine. Les enceintes de décharge de ce type ont donné en pratique de bons résultats. L'émission thermique de la grille est faible mEme sous forte charge et constante pendant une période de longue durée. Un autre avantage de cette enceinte de décharge réside dans le fait que sa réalisation peut être effectuée à l'aide de technologies éprouvées et donc ses défauts de fabrication sont extrêmement rares. L'invention a pour objet une enceinte de décharge du type tel que spécifié, mais perfectionnée de manière à permettre le dépôt de la couche extérieure d'inhibition de l'émission de la grille par des technologies simples et avantageusement éprouvées. Selon une particularité essentielle de l'invention, la couche extérieure consiste en un alliage ou un composé intermétallique de platine et de tungstène et/ou de rhénium, l'enthalpie de mise en solution ou de formation du composé de. platine et de tungstène et/ou de rhénium étant inférieure à celle de la formation du composé de platine et du composant de la cathode qui s'évapore partiellement. Selon un exemple de réalisation avantageux, l'enceinte de décharge électrique comprend une cathode de tungstène thorié, le composant qui s'évapore étant du thorium. Par ailleurs, l'enthalpiedemiseensolution ou de formation du composé de platine et de tungstène et/ou de rhénium est égale ou supérieure à llenthalpie de mise en solution ou de formation d'un composé intermétallique entre la platine et le métal de base. I1 est ainsi possible de renoncer à une barrière de diffusion sur la grille.En conséquence, la production de la grille exige moins de passes de travail et moins de matière Un effet surprenant qui a par ailleurs pu être observé est que la capacité de l'enceinte de décharge ayant des dimensions comparables peut être accrue par rapport à celle des enceintes connues ou, à capacité constante, que le volume de l'enceinte peut être diminué. Exemple de réalisation Des quantités stoechiométriques de tungstène et/ou de rhénium et de platine sont mises en fusion ensemble sous vide pour la production de la grille1 de manière qu'il se forme un alliage ou un composé intermétallique correspondant. Les échantillons solidifies de cet alliage ou de ce composé intermétallique sont brisés dans un mortier, puis sont mis dans un broyeur revêtu de matériau dur tel que du carbure de tungstène, ces échantillons demeurant dans le broyeur jusqu'à obtention de la granulométrie voulue, de préférence inférieure ou égale à 3 gm. La grille d'un tube émetteur classiquerformée du métal de base et consistant en fils de molybdène ou de tungstène, subit un recuit dans de llhydrogène à une température de 1000 à 11000C afin d'éliminer les oxydes, etc. Ensuite, la grille est revetue par électrophorèse de l'al- liage ou du composé intermétallique dont la mise en forme de poudre a été décrite précédemment, le revêtement étant déposé de préférence en une couche d'une épaisseur de 3 à 10 um. Ensuite, la grille revêtue de la couche de dépôt subit un recuit sous vide ou sous atmosphère contrôlée pendant 20 minutes à une température de 1400 à 16000C, la couche déposée subissant un frittage tout en conservant sa rugosité. Après frittage, la grille est montée dans un tube émetteur classique dont la cathode est en tungstène thorié. La couche déposée par électrophorèse peut aussi être déposée par d'autres procédés. Des essais comparatifs de longue durée entre un tube émetteur connu, dont la grille est revêtue d'une couche intermédiaire de ZrPt3, et un tube émetteur selon l'invention ont montré que la grille du tube émetteur selon l'invention peut subir des charges thermiques supérieures. Contrairement à la grille comportant une couche intermédiaire de ZrPt3 et faisant apparaRtre une chute progressive du rayonnement thermique spécifique avec l'allongement de la durée d'essai sous charge électrique et thermique élevée, la grille selon l'invention a conservé son rayonnement thermique élevé pendant toute la durée de l'essai. L'expérience a par ailleurs montré que pour produire les tubes émetteurs, la grille destinée à une enceinte de décharge selon l'invention est réalisable avec un nombre de passes de travail et une quantité de matière de revêtement qui sont considérablement moindres que ceux exigés par les grilles décrites plus haut, comportant une couche intermédiaire et montéesdans les enceintes de décharges connues. La consommation de platine est par exemple inférieure à la moitié de celle des grilles de W-ZrPt3-Pt. De même, certaines opérations conteuses telles que le traitement galvanique et le recuit en atmosphère d'hydrogène sont aussi supprimées. Lorsqu'une cathode d'un métal des terres rares est utilisée dans l'enceinte de décharge électrique dans laquelle se produit une vaporisation d'atomes des métaux des terres rares, l'enthalpie de mise en solution ou de-formation du composé de tungstène et/ou de rhénium et de platine est inférieure à celle de la mise en solution ou de formation d'un composé de platine et du métal des terres rares et donc l'invention offre les mêmes avantages lorsque la cathode utilisée est à base de métaux des terres rares que lorsqu'elle est en tungstène thorié. REVENDICATIONS 1. Enceinte de décharge électrique comprenant une cathode dopée contenant un composant qui s'évapore en partie dans les conditions de service, ladite enceinte comprenant une autre électrode constituée d'une grille formée dTun métal de base revêtu d'une couche extérieure métallique, enceinte caractérisée en ce que ladite couche extérieure consiste en un alliage ou en un composé intermétallique de platine et de tungstène et/ou de rhénium, l'enthalpie de mise en solution ou de formation du composé de platine et de tunsgtène et/ou de rhénium étant inférieure à celle de la mise en solution ou de la formation dtun composé de platine et du composant de la cathode qui se vaporise partiellement. 2. Enceinte de décharge électrique selon la revendication 1, caractérisée en ce que le composant de la cathode qui se vaporise est le thorium ou un métal des terres rares. 3 Enceinte de décharge selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que l'enthalpie de mise en solution ou de formation du composé de platine et de tungstène et/ou de rhénium est égale ou supérieure à l'enthalpie de mise en solution ou de formation du composé de platine et du métal de base.