Brevet FR2439474A1 — publié le 19800516

La présente invention concerne les tubes électroniques à électrodes cylindriques coaxiales comportant au moins une grille en graphite pyrolytique. Plus précisément, l'invention a pour objet un procédé de préparation d'une telle grille ainsi que les grilles préparées suivant ce procédé, et les tubes électroniques dans lesquels elles sont incorporées. Les avantages présentés par les grilles en graphite pyrolytique (dit encore graphite orienté) sont bien connus et ont été décrits notamment dans plusieurs brevets déposés par la demanderesse, par exemple les brevets français Numéros 1.344.220 et 1.523.248. Ces grilles,qui ont fait l'objet d'une très large application industrielle par la demanderesse, se présentent généralement sous la forme de cloches cylindriques à parois minces qui, dans le tube, sont fixées sur une embase métallique en forme de couronne. Plusieurs solutions ont été envisagées pour résoudre le problème délicat du montage de ces grilles, qui doit satisfaire à des impératifs multiples, notamment de précision, d'indéformabilité et de transmission sans pertes du courant haute fréquence. La solu-ion p3rtftuliéreme- simple envisagée - vissage ou brasage de toute la périphérie de la base de la.grille sur la couronne métallique du tube - n'a pu être retenue jusqu'ici, du fait qu'il n'est pas possible de braser ou visser directement le graphite pyrolytique sur une pièce en métal. I1 a bien été envisagé également de résoudre ce problème en déposant sur le graphite pyrolytique, à la base de la grille, par électrolyse ou par "sputtering", une mince couche de cuivre permettant ce brasage. Mais, le cuivre ne diffusant pas dans le graphite, la couche se décolle en cours de fonctionnement, du fait de la différence des dilatations thermiques des deux matériaux. D'autre part, la solution qui consiste à utiliser des dépôts de métaux susceptibles de diffuser dans le graphite ne peut pas être retenue, la zone où le métal a diffusé devenant d'une fragilité prohibitive. Ce probleme de fixation est résolu simplement par le procédé suivant l'invention qui permet le vissage, le soudage ou le brasage des grilles en graphite pyrolytique directement sur la couronne métallique, et qui consiste essentiellement à surmouler à la base de la grille, préalablement ajourée en un réseau de mailles ou de trous, un métal pur ou allié ne diffusant pas dans le graphite, par exemple de l'or, du cuivre, l'alliage eutectique argent-cuivre. Le surmoulage est réalisé en plaçant la base de la grille, comme il a déjà été dit préalablement ajourée, par exemple par sablage avec masque, dans un moule en graphite ou en métal, formant gouttière, et en faisart fcnire de préférence SOU3 vide, un anneau du métal ou de l'alliage choisi. La hauteur du surmoulage est limitée de manière à laisser découverte une certaine hauteur des fentes de dilatation normalement pratiquées dans les grilles cylindriques, ainsi qu'une certaine hauteur de la partie spécialement ajourée pour l'accrochage du surmoulage, afin d'assurer à la grille l'élasticité nécessaire pour absorber les écarts de dilatation thermique. Après refroidissement, la grille possède une embase métallique qui peut être fixée sans problème particulier sur la couronne métallique du tube, par l'un des moyens connus de fixation de deux pièces métalliques l'une sur l'autre ; il est en particulier possible de façonner des lèvres sur le bord de cette partie pour permettre sa fixation par soudure à l'arc, ou par brasure par exemple. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui suit et des figures qui s'y rapportent parmi lesquelles - la figure 1 est une vue schématique en coupe axiale d'une grille en graphite pyrolytique comportant un surmoulage suivant l'invention - la figure 2 est une vue schématique en coupe axiale d'une grille en graphite pyrolytique usinée suivant l'invention en vue de subir le surmoulage de la figure 1 ; - les figures 3, 4, 5, sont des vues schématiques, en coupe axiale,montrant diverses variantes de montage de grilles surmoulées suivant l'invention. La grille 1 en graphite pyrolytique suivant l'invention est représentée à la figure 1 encore en place dans la gouttière 2.1 du moule 2 (sans hachures pour la clarté), qui a été utilisé pour le surmoulage. Cette grille affecte la forme classique d'une cloche à parois minces dont la partie inférieure élargie 1.1, formant embase, comporte un certain nombre de fentes de dilatation 1.2. Elle est ajourée dans sa Iartie médiane, en 10, pour le passage, en fonctionnement, du faisceau d'électrons. La partie inférieure de la grille 1 a été ajourée,entre les fentes, de réseaux de mailles tels que visibles partiellement en 1.3, figure 1, et dans sa totalité figure 2, où la grille n'a pas encore subi le surmoulage. Une charge métallique placée dans la gouttière 2.1 est fondue sous vide. Au cours de l'opération de fusion le métal de la charge remplit les mailles des parties ajourées de la grille 1.3 et assure l'accrochage de l'anneau 3 sur la grille. Ces mailles sont avantageusement réalisées au jet de sable à travers un masque comme décrit dans le brevet français No. 1.523.248. La profondeur de la gouttière est inférieure à la hauteur des fentes et de la partie ajourée pour permettre à la grille de supporter , dans la limite des contraintes admissibles, la différence des dilatations du graphite et du métal. Dans une variante représentée figure 5 (décrite plus loin), l'ébauche de grille utilisée ne comporte pas de fentes de dilatation, mais seulement un réseau de mailles 1.3 ininterrompu, réalisé sur une hauteur suffisante pour que la partie ajourée non masquée par le surmoulage, une fois l'opération de fusion terminée, remplisse à elle seule la fonction de compensation des différences de dilatation de manière satisfaisante. Le métal de l'anneau 3 utilisé dans cet exemple est du cuivre. Il peut être remplacé par de l'or, par un alliage, Ag/Cu par exemple, l'essentiel étant que le métal ou l'alliage métallique choisi soit d'une nature telle qu'il ne diffuse pas dans le graphite. Dans l'exemple représenté figure 1 le moule 2 est en graphite ordinaire ; il n'y a aucun risque d'adhérence de la partie surmoulée 3 au moule 2 ; c'est par la partie 3 que la grille est ensuite fixée à l'embase du tube, non représentée, par tout moyen connu. Dans ane autre variante du procédé de 'invention, repré- sentée sur la figure 3, le moule de graphite 2 est remplacé par un anneau 3.1 en métal, molybdène, tungstène, alliage Fe - Ni - Co, etc.. qui fait alors partie intégrante de la grille définitive,à l'extrémité de laquelle il constitue une pièce de grande épaisseur servant à la fixation de celle-ci dans le tube. L'exemple représenté figure 4 concerne la variante de la figure 3 où le moule métallique 3.1 reste solidaire de la grille 1 après l'opératic de surmoulage ; dans l'exemple ce moule est taraudé en 3.1.1 et vissé sur la couronne métallique filetée du tube électronique représenté en 5. Dans le cas de cette variante, bien d'autres modes de fixation du moule 3.1 sur la couronne sont évidemment possibles, celui de la figure 4 n'étant donné qu'à titre d'exemple non limitatif. Le surmoulage peut également etre effectué directement dans la couronne métallique constituant l'embase du tube électronique, usinée à cet effet de manière à présenter la gouttière 2.1 nécessaire. Ce cas est celui de la figure 5, où la couronne métallique en question porte le repère 4. Comme déjà dit, dans l'exemple de cette figure, la grille 1 est ajourée, dans sa partie inférieure 1,1,sur tout son pourtour sans interruption. Les jours portent le même repère 1,3 que sur les figures précédentes. Il va sans dire qu'il peut en être ainsi dans le cas des autres figures, aussi, pour des grilles sans fentes. Le procédé de l'invention trouve une application dans la préparation des grilles en graphite pyrolytique pour triodes et tétrodes des postes émetteurs de radiodiffusion. REVENDICATIONS 1. Procédé de préparation d'une grille de tube électronique en graphite pyrolytique en forme de cloche à parois minces, de forme générale cylindrique, destinée à être fixée par son bord sur une couronne circulaire, ou embase, partie intégrante du tube électronique dans lequel elle est montée, caractérisé par les opérations suivantes exécutées dans l'ordre d'énumération I) usinage de la paroi de la cloche à partir d'une certaine distance de son bord et sur une hauteur donnée de façon à y créer, au moins par endroits, sur tout son pourtour, un réseau de trous, ou mailles II) surmoulage sur la partie ainsi usinée d'une masse d'un métal ne d diffusant pas dans le graphite à sa température de fusion, surmoulage opéré comme suit a) mise en place de la grille dans un moule comportant une gorge , la cloche reposant sur le fond de cette gorge b) introduction dans la gorge d'une charge de métal c) fusion, par tout moyen connu, du métal de la charge. 2. Procédé de préparation suivant la revendication 1, caractérisé en-ce que le métal de la charge est le cuivre. 3. Procédé de préparation suivant la revendication 1, carac- térisé en ce que le métal de la charge est l'eutectique argent, cuivre. 4. Procédé de préparation suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le moule est en graphite , et en ce que le procédé comporte, après l'opération II(c), le démoulage de l'ensemble formé par la grille et l'anneau de métal résultant de l'opération II(c). 5. Procédé de préparation suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le moule est en métal. 6. Grille en graphite pyrolytique en forme de cloche à parois minces de forme générale cylindrique, caractérisée en ce qu'elle a subi la préparation du procédé suivant l'une des revendications 4 ou 5. 7. Tube électronique, caractérisé en ce qui il comporte au moins une grille suivant la revendication 6.