Brevet FR2659794A1 — publié le 19910920

CATHODE IMPREGNEE ET SON PROCEDE DE FABRICATION La présente invention concerne une cathode imprégnée et un procédé pour fabriquer celle-ci, et en particulier une cathode imprégnée et un procédé de fabrication de celle-ci, dans lesquels le potentiel de production et le rendement thermique sont améliorés. Une cathode de réserve imprégnée, destinée à servir dans un grand tube de projection et un tube cathodique de très grandes dimensions pour télévision haute définition, est fabriquée en imprégnant d'une matière émissive d'électrons telle qu'un aluminate de calcium et de baryum une matrice métallique poreuse à température de fusion élevée Des exemples typiques de telles cathodes de réserve imprégnées classiques sont présentés dans les brevets américains Nos 4 165 473 et 4 400 658 Ces cathodes de réserve imprégnées classiques, comme représenté sur la Fig. 1, comprennent une matrice métallique poreuse 10 imprégnée d'une matière émissive d'électrons, un godet 20 pour la contenir, et un manchon 30 pour supporter et fixer le godet au niveau de sa partie supérieure ainsi que pour loger un élément chauffant 40. Le procédé de fabrication de la cathode de réserve imprégnée classique décrite ci-dessus comprend les étapes suivantes: 1) Etape de fabrication de matrice métallique poreuse: une matrice métallique poreuse est réalisée par frittage d'un corps constitué de tungstène pulvérulent et de molybdène en poudre comprimés. 2) Etape d'imprégnation: pendant qu'une matière émissive d'électrons telle qu'un aluminate de calcium et de baryum est au contact de toute la surface de la matrice métallique poreuse, la matière émissive d'électrons est fondue et imprègne la matrice métallique sous atmosphère d'hydrogène ou sous vide. 3) Etape d'élimination des résidus: les résidus qui se sont collés sur la surface de la matrice métallique poreuse pendant l'étape d'imprégnation sont éliminés par grenaillage. 4) Etape de fixation des pièces: les trois pièces, à savoir le manchon, le godet et la matrice métallique, sont fixées les unes aux autres à l'aide d'une soudeuse à laser après que la matrice métallique poreuse a été mise dans le godet fabriqué spécialement et introduit dans la partie supérieure du manchon. Dans la cathode de réserve imprégnée classique fabriquée par les opérations ci-dessus, représentée sur la Fig 1, le soudage est effectué par le faisceau d'une soudeuse à laser ou par la chaleur de soudage par résistance appliquée à l'extrémité supérieure du manchon Les trois pièces sont fixées simultanément les unes aux autres en un même point de soudage Wl La matière émissive d'électrons qui imprègne la matrice métallique peut accidentellement s'évaporer partiellement lorsque la matrice métallique fond pendant ce procédé de soudage classique. La matière émissive d'électrons s'évapore parce que l'énergie thermique est appliquée avec une telle intensité que les trois pièces, manchon, godet et matrice métallique, fondent en même temps au point de soudage Wl En outre, à cet instant, le manchon et les autres pièces risquent d'être si gravement endommagés que le produit fini devient inutilisable. Si une énergie plus faible est appliquée au point de soudage afin de remédier au problème ci-dessus, le soudage des trois pièces n'est pas réalisé complètement, si bien que les pièces sont mal fixées En particulier, si la matrice métallique n'est pas complètement fixée, elle risque de sortir du godet. De plus, pendant l'étape d'élimination des résidus, la matrice métallique subit une abrasion excessive lorsque les particules de grenaillage frappent toute la surface de la matrice métallique Comme expliqué plus haut, ce grenaillage de grande envergure est nécessaire parce que des résidus de matière émissive d'électrons sont collés sur toute la surface de la matrice métallique poreuse pendant l'étape d'imprégnation o toute la surface de la matrice métallique poreuse est au contact de la matière émissive d'électrons, ce qui a des effets négatifs du point de vue de la fabrication. L'invention vise par conséquent à réaliser une cathode de réserve imprégnée et un procédé de fabrication de celle- ci évitant les problèmes évoqués plus haut L'invention vise également à réaliser une cathode imprégnée et le procédé de fabrication de celle-ci, dans lesquels le rendement thermique et la durabilité sont améliorés. Pour atteindre les objectifs ci-dessus, la cathode imprégnée selon la présente invention comprend: une matrice métallique poreuse imprégnée de matière émissive d'éléectrons; un godet servant à contenir la matrice poreuse, et est caractérisée en ce que la matrice métallique poreuse est fixée au fond du godet. En outre, le procédé de fabrication de la cathode imprégnée selon l'invention est caractérisé en ce que l'opération d'imprégation de la matière émissive d'électrons dans la matrice métallique poreuse est effectuée après la fixation de la matrice au godet. Les objectifs précités et d'autres avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement dans la description détaillée de la forme préférée de réalisation de la présente invention, en référence aux dessins annexés sur lesquels: la Fig 1 est une vue schématique en coupe transversale d'une cathode de réserve imprégnée classique; la Fig 2 est une vue schématique en coupe transversale de la cathode de réserve imprégnée selon la présente invention. Comme représenté sur la Fig 2, la cathode de réserve imprégnée selon la présente invention comprend une matrice métallique poreuse 11 imprégnée de matière émissive d'électrons, un godet 20 pour la contenir, un manchon 30 pour supporter et fixer le godet 20 au niveau de sa partie supérieure, ainsi que pour loger un élément chauffant 40. A la différence du procédé classique, la matrice métallique poreuse 10 et le godet 20 sont fixés chacun par le fond, et les parties soudées W 2 de la matrice métallique poreuse 10 et du godet 20 sont pourvues d'encoches pénétrant jusqu'à une profondeur prédéterminée dans la matrice elle-même Le godet 20 et le manchon 30 sont ensuite soudés par leurs côtés comme dans la technique classique. Le procédé de fabrication de la cathode de réserve imprégnée selon la présente invention se déroule de la manière suivante. Tout d'abord, une matrice métallique poreuse 10, un godet 20, un manchon 30 et un élément chauffant 40 sont fabriqués selon leurs procédés respectifs La matrice métallique poreuse 10 est placée dans le godet 20 et est poussée contre le fond du godet Le godet 20 et la matrice métallique poreuse 10 sont fixés l'un à l'autre en appliquant, à l'aide d'une soudeuse à laser, un rayon laser sur l'extérieur du fond du godet 20 Le nombre des points de soudure est de préférence compris entre quatre et six. Il est également souhaitable que les parties soudées W 2 aient des encoches aussi profondes que possible Ensuite, une matière émissive d'électrons est amenée par un procédé ordinaire à imprégner la matrice métallique poreuse Au terme de l'imprégnation, les résidus adhérant à la surface de la matrice métallique poreuse (face d'émission d'électrons) sont éliminés par grenaillage L'ensemble formé par la matrice métallique et le godet est placé dans la partie supérieure du manchon 30 et est soudé à la paroi latérale du manchon à l'aide d'une soudeuse à laser ou d'une soudeuse à résistance. Comme décrit plus haut, le procédé de fabrication selon la présente invention, comportant les étapes de fabrication décrites plus haut, a les avantages suivants. Tout d'abord, le godet dans lequel la matrice métallique poreuse est retenue et le manchon sont soudés l'un à l'autre par leurs côtés grâce à l'application d'une petite quantité de chaleur, si bien que l'évaporation de la matière émissive d'électrons imprégnant la matrice métallique poreuse est supprimée d'une façon des plus efficace. Ensuite, l'imprégnation par la matière émissive d'électrons est effectuée après que la matrice métallique poreuse 10 a été fixée au godet 20, de telle sorte que les résidus laissés par l'imprégnation n'adhèrent qu'à la surface supérieure visible de la matrice métallique poreuse 10 De la sorte, la durée du grenaillage pour éliminer les résidus devient plus courte et l'abrasion de la matrice métallique poreuse 10 par le grenaillage est considérablement inférieure à celle induite par le procédé classique. Enfin, comme la matrice métallique poreuse 10 et le godet 20 sont pressés fermement l'une contre l'autre pour être soudés par leur fond, non seulement un maximum d'ahérence est obtenu, mais encore les soudures de type à encoches créent une région plus grande pour absorber la cheleur de l'élément chauffant au fond. Une cathode de réserve imprégnée selon la présente invention, fabriquée selon le procédé décrit plus haut, présente les caractéristiques suivantes: Tout d'abord, la cathode de réserve a une durée de vie plus longue et les niveaux d'émission d'électrons sont maintenus à une valeur supérieure à celle nécessaire, et l'émission d'électrons reste stable pendant plus longtemps, car la fabrication s'est déroulée dans des conditions telles que la perte de matière émissive d'électrons est supprimée au mieux. Ensuite, le rendement thermique est porté à un maximum et, grâce à cela, le courant électrique de l'élément chauffant peut être réduit Le délai de commencement de l'émission d'électrons est considérablement abrégé, car le fond du godet est partiellement soudé à des parties de la matrice métallique poreuse et, par conséquent, étroitement au contact de celle-ci. La présente invention décrite ci-dessus a l'avantage de nettement améliorer la valeur des cathodes, car elle renforce aussi bien leur durée de vie que les caractéristiques des grands tubes cathodiques tout en accroissant la fiabilité du fait de la forte atténuation des défauts de la structure et du procédé de fabrication des cathodes de réserve imprégnées classiques. REVENDICATIONS 1 Cathode de réserve imprégnée, comprenant une matrice métallique poreuse ( 10) imprégnée de matière émissive d'électrons, et un godet ( 20) pour contenir ladite matrice métallique poreuse ( 10), qui est soudé à la matrice métallique poreuse ( 10) après que celle-ci a été placée dans ledit godet ( 20), caractérisé en ce que ladite matrice métallique poreuse ( 10) est fixée au fond dudit godet ( 20). 2 Cathode de réserve imprégnée selon la revendication 1, caractérisée en ce que les parties soudées (W 2) formées au fond dudit godet sont pourvues d'encoches afin d'agrandir la surface totale d'absorption de chaleur. 3 Procédé de fabrication d'une cathode de réserve imprégnée comprenant une matrice métallique poreuse imprégnée de matière émissive d'électrons et un godet pour contenir ladite matrice métallique poreuse soudée à celui- ci, ledit procédé étant caractérisé en ce que l'imprégnation de ladite matrice métallique poreuse avec la matière émissive d'électrons est effectuée après le soudage de ladite matrice métallique poreuse et dudit godet. 4 Procédé de fabrication d'une cathode de réserve imprégnée selon la revendication 3, caractérisé en ce que ladite matrice métallique poreuse est fixée par soudage au fond dudit godet. Procédé de fabrication d'une cathode de réserve imprégnée selon la revendication 4, caractérisé en ce que ladite matrice métallique poreuse est fixée en étant fortement comprimée contre le fond dudit godet et en formant au moins une encoche de dimensions prédéterminées au fond dudit godet. 6 Procédé de fabrication d'une cathode de réserve imprégnée selon la revendication 4, caractérisé en ce que ladite matrice métallique poreuse et ledit godet sont fixés par soudage à rayon laser.