Brevet FR2498810A1 — publié le 19820730

La présente invention concerne un procédé de fixa- tion d'un canon à électrons dans le col d'un tube cathodique et un tube ainsi obtenu. L'invention concerne de façon générale les techni- ques de montage d'un assemblage de canon à électrons de façon scellée dans le col d'un tube cathodique en utilisant une colle fusible, isolante prévue entre la structure en forme de tige et un collier métallique pour assurer la rigidité mécanique et le scellement entre les éléments. La technique connue pour sceller un ensemble de canon à électrons dans le col d'un tube cathodique sera décrite à l'aide des figures LA et 1B. Selon ces figures, le canon à électrons 3 est fixé à des broches 2 qui traversent le culot 1 en étant fixées à celui-ci. Le culot 1 et le canon à électrons 3 sont réunis pour être introduits dans la partie de col 4 de l'enveloppe en verre du tube cathodique, puis le culot 1 et la partie de col 4 en regard sont chauffés pour être fixép à l'aide d'un chalumeau à oxygène 5, de façon à faire fondre et à réunir le culot 1 et la partie de col 2. Après la fusion, on coupe la partie aplatie 4a du col 4 (figure 1B) . Après cette opération de fusion, on évacue le gaz contenu dans l'enveloppe à travers le tube d'extraction 6 qui traverse le culot. Puis, on ferme de façon étanche le tube 6, ce qui termine le scellement du tube cathodique. Selon ce procédé de scellement connu, comme le culot 1 et le col 4 sont chauffés et sont fondus à l'aide d'un chalumeau à oxygène 5, cela entratne nécessairement le chauffage du canon à électrons 3 à une température élevée, avec le risque d'oxyder le canon à électrons 3. En outre pendant l'opération de scelle- ment, l'enlèvement de la partie aplatie 4a crée une pollution par de la poudre de verre et augmente la durée du montage. En outre dans le cas de tubes cathodiques de dimen- sions très faibles, par exemple de tubes de visée ou analogues, il est pratiquement impossible de réaliser un tube d'extraction 6 dans le culot 1, ce qui ne permet pas de faire le vide dans le tube cathodique après le scellement. La présente invention a pour but de créer un moyen permettant de positionner et de fixer un assemblage de canon à électrons dans le col d'un tube cathodique. L'invention se pro- pose également de créer un tube cathodique en utilisant du verre fritté pour assurer la liaison entre le canon à électrons et le col du tube cathodique. Le procédé selon l'invention consiste de façon géné- rale à engager un culot muni d'un collier métallique tout en laissant subsister une gorge, à introduire une colle fusible, thermo-isolante, dont le point de fusion initial est inférieur à celui du culot dans la gorge, à introduire l'extrémité du col du tube cathodique dans la gorge et à coller l'extrémité du col et le culot à l'aide de la colle qui se trouve dans la gorge. Selon un mode de réalisation préférentiel, la colle est du verre à faible point de fusion, se présentant sous la forme d'un élément fritté et l'opération de collage définitive fait fondre l'élément en verre fritté, puis on laisse solidi- fier. Selon un autre mode de réalisation préférentiel, la tige se présente initialement sous la forme d'une poudre de verre compactée et la liaison sert à réunir par frittage la poudre de verre alors que le collier métallique se fixe au culot. L'agent de collage choisi de préférence est un moyen de chauffage à haute fréquence entourant le collier métallique, le collage se faisant sous vide. Suivant une autre caractéristique de l'invention, on oxyde la surface du collier métallique avant le collage. En terme de structure, le tube cathodique de l'invention est un assemblage à canon à électrons porté par le culot, avec un col- lier métallique qui reçoit le culot tout en laissant subsister une gorge. Une colle isolante thermofusible telle qu'une compo- sition de frittage est placée dans la gorge pour coller le col du tube cathodique sur le culot et sur le collier métallique. Selon un mode de réalisation préférentiel, le culot a une partie de diamètre plus grande qui s'adapte étroitement dans le collier ou partie de diamètre plus faible qui forme la gorge avec le collier métallique. La présente invention sera décrite plus en détail à l'aide des dessins annexés, dans lesquels: - les figures lA, 1B sont des vues en coupe montrant deux phases de l'opération de scellement selon l'art antérieur. - les figures 2 à 9 sont des schémas montrant diverses étapes d'assemblage selon l'invention et des variantes. - les figures 10, 11 sont des vues partielles de différentes formes de particules de verre frittées utilisables selon l'invention. DESCRIPTION DE DIFFERENTS MODES DE REALISATION PREFERENTIELS: Selon la figure 2, la première opération consiste à réaliser un culotl2 par moulage sous pression d'une poudre de verre; ce culot porte les broches appropriées 11 qui traver- sent le culot 12. Selon la figure 3, le sous-assemblage de la figure 2 a une extrémité inférieure de grand diamètre et une extrémité supérieure de petit diamètre; l'extrémité inférieure de grand diamètre est adaptée étroitement dans un collier métallique 13. Le collier métallique 13 est ouvert aux deux extrémités et présente une bride radiale dirigée vers l'intérieur, contre la- quelle s'appuie la surface plane de grand diamètre de la tige 12. L'anneau métallique est par exemple réalisé en un alliage tel que l'alliage "426" qui contient 42 % de nickel, 6 % de chrome et le reste étant du fer. Dans l'exemple représenté, la hauteur h du collier métallique 13 est légèrement supérieure à l'épaisseur t du culot 12, de sorte que lorsque le culot est logé dans le collier 13 comme représenté à la figure 3, l'extré- mité supérieure de l'anneau métallique 13 dépasse par rapport à la surface plane supérieure du culot 12. Le collier métallique 13 peut être pré-oxydé avant d'être utilisé, par exemple par un traitement dans de l'hydro- gène humide à une température de 11000C pour former une couche d'oxyde de chrome à la surface du collier métallique 13. Cette couche d'oxyde permet d'augmenter l'affinité du métal par rap- port au verre et d'améliorer ainsi les qualités de la liaison. L'assemblage représenté à la figure 3 est alors soumis à un traitement thermique à environ 900'C pour fritter le culot 12 et pour coller simultanément le collier métallique 13 à la tige 12. L'intervalle entre l'extrémité de petit diamètre du culot 12 et le diamètre intérieur du collier métallique 13 est une gorge annulaire 15. Cette gorge est remplie de particules de verre frittées 16 ayant un point de fusion initial bas et une dimension des particules telle que les diverses particules remplissent pratiquement l'intervalle radial de la gorge 15. Le "point initial de fusion" est la température à laquelle la com- position de verre commence à se ramollir sachant que pour toute composition de verre, le ramollissement commence longtemps avant la fusion et que la plage dans laquelle se produit le ramollis- sement jusqu'à la fusion totale peut correspondre à plusieurs centaines de degrés C. Une variante de l'invention est représentée aux figures 10 et 11; selon cette variante, on utilise des particu- les frittées 16A en forme de petits cylindres. Initialement, ces particules frittées 16A sont mises sur le culot 12, puis on fait vibrer de façon que les particules frittées 16A se répar- tissent uniformément dans la gorge annulaire 15. A la suite de cela, (figure 11) on souffle de Vair sur le culot 12 pour en- lever l'excédent de particules frittées 16A. Selon ce mode de réalisation de l'invention, la forme des particules frittées 16A peut être une forme sphérique, cylindrique ou toute autre forme géométrique convenant facilement pour la gorge annulaire 15. Suivant une autre variante de l'invention (figure 5), le collier métallique 13 est mis en place de façon que sa bride repose sur la base de la rainure 15. Dans ce mode de réalisation, le col 4 du tube cathodique peut être aligné de façon plus pré- cise à la surface intérieure de la bride du collier métallique 13. Dans ces conditionsdu verre fritté 16 à faible point ini- tial de fusion est réparti dans la gorge annulaire 15 comme dans le mode de réalisation précédemment décrit. Le culot 12 et le collier métallique 13 réunis comme indiqué aux figures 4, 5, sont soumis à un chauffage jusqu'à environ 4000C, sous vide en utilisant un appareil de chauffage haute fréquence 17 (figure 6). Ce chauffage par un appareil de chauffage à haute fréquence permet de faire fondre le verre fritté et d'éliminer le gaz contenu dans les particules de verre. Comme le chauffage se fait sous vide, les broches 11 du culot ne subissent aucune oxydation. En plus de l'appareil de chauffage à haute fréquence 17, on peut utiliser également un four avec un câble en Nichrome. Dans le cas du chauffage à haute fréquence, si le collier métallique 13 est réuni au culot 12 comme à la figure , les particules frittées 16A touchent le collier métallique 13 sur une surface importante et permettent un chauffage effi- cace. L'assemblage du canon à électrons commence par l'opé- ration représentée à la figure 7. Le canon à électrons 3 se fixe sur les broches il du culot. Puis (figure 8), on introduit le canon à électrons dans le col 4 du tube cathodique. En plus de la partie de col, le tube cathodique comporte de façon habi- tuelle un écran à pointsde phosphore ainsi qu'une partie conique qui réunit cette face formant écran avec la partie allongée 4 du col. L'extrémité inférieure du col 4 s'appuie sur le dépôt de verre 16 et on chauffe le collier métallique 13 sous vide jusqu'à environ 400'C à l'aide de l'appareil de chauffage haute fréquence 18; ainsi on fait fondre le verre par la chaleur de rayonnement dégagée par le collier métallique 13 pour assurer le scellement de la partie de col 4 sur le culot 12 (figure 9). La face de l'extrémité inférieure du culot 12 de la figure 5 est plate bien que la face inférieure du culot 12 de la figure 6 ten éventuellement à fléchir sous l'effet du rayonnement calorifique faisant fondre le verre fritté. Lorsque l'on utilise la structure représentée à la figure 5, la face inférieure du culot 12 peut servir comme face de référence pour l'assemblage du canon à électrons 3 et de l'extrémité inférieure de la partie de col 4 sur le culot 12. En plus du verre fritté 16 se présentant sous la forme de particules 16A, on peut utiliser un anneau en segment formé de verre fritté et s'adaptant à la forme de la rainure 15. Lorsqu'on utilise de tels anneaux divisés, contrairement au cas de la poudre de verre fritté, il n'y a pas de problème de pollu- tion par la poudre, ce qui simplifie les manipulations. Comme décrit, selon l'invention, on fixe d'abord le collier métallique 13 sur le culot 12 et on charge le verre fritté 16 à faible température initiale de fusion dans la gorge annulaire 15 entre le culot 12 et le collier métallique 13. Puis, on chauffe le collier métallique 13 sous vide, par exemple à l'aide d'un appareil de chauffage haute fréquence, pour faire fondre le verre 16 par le rayonnement calorifique émis par le collier métallique 13 de façon à extraire le gaz contenu dans les particules de verre. Puis, on assemble le culot 12 et le canon à électrons 3. Cet assemblage se colle sur la partie de col 4 du tube catho- dique à l'aide de l'appareil de chauffage haute fréquence qui fait fondre le dépôt de verre 16 servant à sceller la partie de col 4 sur le culot 12 et sur le collier 13. Lorsqu'on procéde de cette façon, le scellement peut se faire à des températures relativement basses et c'est pour- quoi, le canon à électrons 3 ainsi assemblé est protégé contre S l'oxydation pendant toute l'opération de scellement. Selon l'invention, il n'est pas nécessaire de pré- voir un tube d'extraction traversant le culot 12 puisque le gaz est extrait du tube cathodique pendant le traitement de collage sous vide, si bien que l'invention convient pour le scellement de tubes cathodiques de dimensions très faibles, tels que par exemple des tubes cathodiques formant des lunettes de visée ou analogues. Comme le traitement thermique du collage final se fait à l'aide d'un appareil de chauffage haute fréquence, il est possible de réaliser un chauffage localisé et il n'est pas nécessaire de chauffer inutilement le tube avec le risque d'in- troduire du gaz à l'intérieur du tube. R E V E N D I C A T I 0 N S ) Procédé de fixation d'un canon à électrons (3) et d'un culot (12) dans le col (4) d'un tube cathodique, procédé caractérisé en ce qu'on met le culot (12) dans un collier métal- lique (13) tout en laissant subsister une gorge (15) entre ces deux éléments, on introduit une colle fusible, isolante (16) ayant un point initial de fusion inférieur à celui du culot (12), dans la gorge (15), on introduit l'extrémité (4) du col dans la gorge (15) et on réunit l'extrémité du col (4) et le culot (12) à l'aide de la colle (16) se trouvant dans la gorge (15). 2 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la colle (16) est du verre à faible point de fusion. ) Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que le verre se présente sous la forme d'un anneau (16A) segmenté. ) Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que le verre se présente sous la forme de particules sphé- riques. ) Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que le verre se présente sous la forme de particules cylin- driques. ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le culot (12) est initialement sous la forme d'une poudre de verre pressée et le pressage sert à fritter la poudre de verre. ) Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que le collier métallique (13) est fixé au culot (12) au moment du frittage de la poudre de verre pressée. ) Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que les particules de verre ont séparément pratiquement les mêmes dimensions que la gorge (15). ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le collage se fait à l'aide d'un moyen de chauffage haute fréquence (17) entourant le collier métallique (13). 100) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le collage se fait sous vide. ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on effectue une oxydation de surface du collier métallique (13) avant le collage. 120) Procédé de fixation d'un canon à électrons (3) sur un collier métallique (13) ayant une bride radiale à sa base, procédé caractérisé en ce que le culot (12) présente une partie supérieure de diamètre réduit qui délimite une gorge par rapport à la périphérie intérieure du collier (13), on introduit du verre fritté (16) dont le point initial de fusion est infé- rieur à celui du culot (12), ce verre fritté étant mis dans la gorge (15), on chauffe le montage ainsi obtenu, sous vide à l'aide d'un moyen de chauffage haute fréquence (17) pour enlever tous les gaz contenus dans le verre fritté, on introduit l'ex- trémité du col (4) du tube cathodique dans le verre (16) contenu dans la gorge (15), on chauffe l'ensemble tout en le position- nant pour faire fondre le verre (16) dans la gorge (15), et on solidifie le verre (16) dans la gorge (15) pour coller le col (4). 130) Tube cathodique comportant un col (4), un culot (12) fixé au col (4) et un assemblage à canon à électrons (3) porté par le culot (12), tube caractérisé par un collier métal- lique (13) qui fixe le culot (12) tout en laissant une gorge (15) entre eux pour une colle isolante, fusible, placée dans la gorge (15) et collant la partie de col (4) sur le culot (12) et sur le oellier métallique (13). 14 ) Tube cathodique selon la revendication 13, caractérisé en ce que le culot (12) a une partie de grand diamè- tre qui reçoit étroitement le collier (13) et une partie de faible diamètre qui forme la gorge (15) entre elle et le collier (13). ) Tube cathodique selon la revendication 13, caractérisé en ce que le collier métallique (13) est un cylindre à extrémité ouverte, muni d'une bride tournée radialement vers l'intérieur à l'une des extrémités du cylindre. ) Tube cathodique selon la revendication 13, caractérisé en ce que le collier métallique (13) a une bride radiale tournée vers l'intérieur qui s'appuie sur la base de la gorge (15). 17 ) Tube cathodique selon la revendication 16, caractérisé en ce que le collier métallique (13) est un cylindre à extrémité ouverte muni d'une bride radialement dirigée vers l'intérieur et sur laquelle s'appuie le culot (12), l'extrémité opposée du collier débordant par rapport à la partie de faible diamètre du culot (12). ) Tube cathodique selon la revendication 16, caractérisé en ce que la face de l'extrémité inférieure de la partie de grand diamètre est plate. ) Procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce que le culot (12) se présente initialement sous la forme de poudre de verre pressée. ) Procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce que le collier métallique (13) est fixé au culot (12) au moment du frittage de la poudre de verre pressée. 210) Procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce que le collier métallique (13) est fixé au culot (12) après le frittage de la poudre de verre pressée à l'aide du verre fritté. 220) Tube cathodique selon la revendication 13, caractérisé en ce que le collier métallique (13) présente une bride dirigée radialement vers l'intérieur et contre laquelle s'appuie le culot (12).