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Eleotrode pour tubes à décharge et son prooédé de fabrication.
La présente invention a pour objet une éleotrode qui est faite en une matière isolante, reçoit à sa surfaoe un re- vêtement métallique conducteur,(cette expression oomprenant également le oharbon) est montée dans le tube à déoharge, et se
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trouve à l'état non chauffé pendant le fonotionnement de oelui- ci.
Les électrodes en matière isolante avec un revêtement métallique conducteur ont déjà été employées de temps en temps dans l'industrie des tubes à décharge; par exemple dans le oas de oathodes incandescentes chauffées indirectement, dans les- quelles le chauffage est assuré par un filament de chauffage séparé, on a utilisé une matière isolante comme support de la couche émettrioe., Il est en outre connu également de rendre utilisable oomme électrode la paroi de verre du tube à déoharge par le fait que la surface intérieure ou extérieure reçoit un revêtement métallique. Toutes ces réalisations qui doivent leur emploi à des buts spéciaux sortent du oadre de la présente inven tion dont l'objet est une électrode indépendante non chauffée (oathode froide)(anode, grille, eto), de grandeur et de forme non déterminée.
L'électrode suivant la présente invention peut être fa- briquée de différentes manières et son applioation donne dans les différents cas divers avantages teohniques. L'un de oes avantages notables est que de semblables électrodes ne néoessi- tent pas d'élimination des gaz. Il est connu d'après la fabri- oation des tubes à déoharge qu'aussi bien pour les tubes vides d'air que pour les tubes à remplissage gazeux il est en règle géné- rale extrêmment important que les constituants métalliques se trouvant à l'intérieur du tube ne petient pas de gaz en liberté pendant le fonctionnement du tube. A cet effet, les consti- tuants métalliques sont soigneusement débarrassés des gaz par incandescence dans le vide, non seulement avant mais encore après l'introduotion dans le tube.
Ce prooédé rend difficile dans la plupart des cas la fabrioation des tubes et augmente le temps nécessaire pour la fabrication, et malgré cela on ne peut éviter aveo sécurité par ce moyen ûne émission ultérieure de gaz pendant le fonctionnement du tube;.
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Le point de départ de la présente invention est oonsti- tué par la constatation facile à faire que les constituants mé- talliques (électrodes) retiennent d'autant poins de gaz en oom- binaison que leur masse métallique est plus petite. La diminu- tion de la masse métallique des électrodes est toutefois limi- tée pour des raisons de solidité et de fabrications. Lorsque par exemple il s'agit de l'anode oylindrique d'un tube à électrode; il est avantageux de réaliser oette anode en lamelles métalli- ques aussi minoes que possibles, mais la pratique montre que l'on ne peut pas desoendre en-dessous d'une épaisseur de lamel- le d'environ 0.1 mm.
On peut éviter ces difficultés, suivant la présente in- vention, par le fait qu'on utilise des électrodes en des matiè- res isolantes massives aveo un revêtement conducteur très minoe en métal, en charbon, etc... On a trouvé que des électrodes en verre (y compris le verre de quartz) qui sont métallisées à la @ surface répondent de façon remarquable aux conditions mention- nées. Il faut évidemment prendre des mesures pour l'amenée du oourant à de semblables électrodes.
Ce résultat s'obtient par le fait qu'avant la métallisation du corps d'électrode on ap- plique un corps conducteur sur la surfaoe à métalliser et qu'on le fixe au corps d'électrode par pression ou enroulement, etc.., puis que le revêtement métallique est formé, après'quoi le corps d'amenée est naturellement en liaison conductrice aveo la cou- ohe métallique.
Lorsque le corpe d'électrode est fait en verre ou en une autre matière isolante analogue faoilement fusible, l'ame- née du courant peut être réalisée de façon particulièrement simple par le fait qu'un fil métallique est inséré (scellé) dans le corps d'électrode, On a trouvé particulièrement avan- tageux de disposer et de souder oe fil métallique le long de la surface à reoouvrir, aveo son axe longitudinal parallèle à la surface, ce qui permet d'obtenir une plus grande surface
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de oontaot et une liaison conductrice absolument sûre avec le revêtement métallique. Ces avantages ne sont pas obtenus lors- que le fil est disposé aveo son axe longitudinal perpendioulai- re à la, surface à métalliser.
La présente invention se rapporte en outre à la fabri- oation de l'électrode faite suivant la présente invention en une matière isolante et métallisée à la surface ainsi qu'au mo- de et au moment de réalisation de l'opération de métallisation.
La fabrication des électrodes peut être réalisée de telle façon qu'on fabrique d'abord le corps d'électrode en verre et qu'on métallise à l'aide d'un des prooédés connus, et que seulement alors l'électrode terminée est scellée dans le tube à déoharge.
Il est en général plus avantageux toutefois de soeller dans le tube à déoharge l'électrode pourvue du conducteur d'amenée mais non encore métallisée, de faire le vide dans le tube pendant un ohauffage intense et permanent et de produire le revêtement métallique par la vaporisation d'un métal déjà placé au préa- lable dans le tube.
Les avantages de ce mode de réalisation consistent en ce que le corps d'éleotrode peut être débarrassé des gaz absorbés à la surface, avant la métallisation et en ce qu'on peut produire dans le tube une garniture métallique oom- plètement exempte de gaz, de sorte qu'on évite la manipulation fréquemment difficile de'l'électrode déjà métallisée et que l'on peut employer des dispositions d'électrodes dont l'intro- duction, à l'état achevé du tube, provoquerait des difficultés.
Un mode de réalisation du procédé décrit ci-dessus oonsiste en ce que le métal à vaporiser est placé éleotrolyti- quement sur un corps métallique (noyau) de préférence un fil métallique et en ce que la garniture de l'électrode ou des é- leotrodes est réalisée par le chauffage du noyau se faisant par voie électrique.
Ce corps métallique (noyau) peut évidem- ment être formé par une des électrodes nécessaires pour le fonctionnement du tube, par exemple la grillsou le filament incandescente
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L'applioation de l'électrode suivant la présente in- vention et le procédé servant à sa fabrication vont être dé- crits ci-dessous à l'aide de quelques exemples; on traitera' en premier lieu l'exemple d'un tube oscillographe à rayons oathodiques suivant la demande de brevet A 780-28, cas dans lequel l'invention a été utilisée aveo un grand succés. Ce tube ne fonctionne de façon irréprochable quiaveo un vide éle- vé.
La création et la conservation de vides élevés s'est mon- trée extrêmement difficile dans le cas d'emploi d'électrodes usuelles faites en lamelles métalliques; elles ont au contraire pu être obtenues avec une sécurité complète lors de l'emploi de l'électrode suivant la présente inventions Le tube, ou tout au moins la partie du tube à considérer ioi, est représenté à la figure 1, Le filament métallique 1 qui avant le montage dans le tube a été pourvu par voie galvanique d'un revêtement mé- tallique ( par exemple un revêtement de cuivre) est entouré de l'anode auxiliaire en forme de ohapeau pourvue à l'avant d'une petite ouverture.
L'anode auxiliaire est en verre et montée sur des supports 3 et 4 de la manière représentée à la figure Le prolongement du support 4 forme le fil d'amenée 6 qui est scellé dans la monture et qui est en liaison conductrice aveo le conducteur d'amenée 5 rattaché par fusion à la faoe intérieu- re du chapeau de verre.,
Le tube se trouvant dans cet état est épuisé de la manière usuelle pendant un fort ohauffage et un revêtement de ouivre est ainsi formé à la surface intérieure du chapeau de verre par le fait que le filament incandescent est chauffé et que la oouohe de cuivre qui y adhère est volati- lisée
Les électrodes suivant la présente invention peuvent également être employées pour des tubes amplificateurs à trois électrodes'
La figure 2 montre une disposition concentrique usuelle d'éleotrode dans laquelle l'anode cylindrique 3 est faite par
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exemple d'un tube de verre, est pourvue d'un conducteur d'amenée
6 et a été métallisée dans le tube déjà vidé, par vaporisation de la couche de cuivre appliquée au préalable sur le filament incandescent 1.
La figure 3 montre également un tube amplificateur à trois électrodes mais à anode et à grille en forme de plaques.
Conformément à la présente invention, la grille 2 et l'anode 3 sont faites de plaques de verre et sont fixées, de la manière représentée au dessin, respectivement sur les supports 4, 5 et
6, 7. Le support 5 ou 7 est en liaison conductrice d'une part avec le fil d'amenée extérieur 5' ou 7' et d'autre part avec le conducteur d'amenée 8 ou 9 attaché par fusion à la surface de la plaque de verre. La fabrication du tube se fait de la ma- nière décrite plus haut; le filament incandescent est d'abord cuivra par exemple, par voie galvanique, la monture avec le système d'éleotrodes complet est scellé dans le récipient de verre, puis on fait le vide dans celui-ci et le revêtement mé- tallique de la grille et de l'anode est formé, par chauffage du filament incandescent, par le fait que la couche métallique se trouvant sur celui-ci est vaporisée.
Mais comme lors du montage les plaques d'anode ou de grille sont encore transparentes, le montage est notablement simplifié. Le filament peut en partiou- lier être placé tout près des plaques, ce qui donne, comme on le sait, pour le tube une caractéristique s'élevant plus rapi- dement.
Il est encore à mentionner ici qu'à l'aide du procédé suivant la présente invention on peut fabriquer des électrodes oonsistant en une matière isolante recouverte d'une mince couche de charbon, le oharbon pouvant être obtenu par vaporisation d'un filament de charbon dans le vide. L'emploi de semblables électrodes pour les tubes à déoharge dont les électrodes sont faites avantageusement en tout ou en partie en charbon (graphite présente l'avantage que la oouohe de charbon créée de cette ma-
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Eleotrode for discharge tubes and its manufacturing process.
The present invention relates to an electrode which is made of an insulating material, receives at its surface a conductive metallic coating, (this expression also including coal) is mounted in the discharge tube, and is
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found in the unheated state during operation.
Electrodes of insulating material with a conductive metallic coating have already been used from time to time in the discharge tube industry; For example in the case of indirectly heated incandescent oathodes, in which the heating is provided by a separate heating filament, an insulating material has been used as a support for the emitting layer. It is furthermore known also to make it usable as electrodes the glass wall of the discharge tube by the fact that the inner or outer surface receives a metallic coating. All these embodiments which owe their use to special purposes fall outside the scope of the present invention, the object of which is an independent unheated electrode (cold oathode) (anode, grid, eto), of undetermined size and shape.
The electrode according to the present invention can be manufactured in different ways and its application in the different cases gives various technical advantages. One of these notable advantages is that such electrodes do not attempt to remove gases. It is known from the manufacture of discharge tubes that for both empty tubes and gas filled tubes it is as a rule extremely important that the metallic constituents present at the bottom. inside the tube do not loose gas during operation of the tube. For this purpose, the metallic components are carefully freed of gases by incandescence in the vacuum, not only before but also after introduction into the tube.
This process makes it difficult in most cases to manufacture the tubes and increases the time required for the manufacture, and despite this one cannot safely avoid by this means a subsequent emission of gas during operation of the tube.
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The starting point of the present invention is the easy finding that the metallic components (electrodes) retain as many particles of gas in combination as their metallic mass is smaller. The reduction in the metal mass of the electrodes is however limited for reasons of strength and manufacture. When, for example, it is the cylindrical anode of an electrode tube; it is advantageous to make this anode in metal lamellae as small as possible, but practice shows that it is not possible to achieve less than a lamina thickness of about 0.1 mm.
These difficulties can be avoided in accordance with the present invention by the fact that electrodes of solid insulating materials with a very light conductive coating of metal, carbon, etc. are used. Glass electrodes (including quartz glass) which are metallized on the surface remarkably meet the conditions mentioned. Obviously, measures must be taken to bring the current to such electrodes.
This result is obtained by the fact that before the metallization of the electrode body a conductive body is applied to the surface to be metallized and that it is fixed to the electrode body by pressure or winding, etc., then the metallic coating is formed, after which the feed body is naturally in conductive bond with the metallic coating.
When the electrode body is made of glass or other similar easily fusible insulating material, the current can be supplied particularly simply by the fact that a metal wire is inserted (sealed) into the body. electrode, It has been found particularly advantageous to place and weld this metal wire along the surface to be reopened, with its longitudinal axis parallel to the surface, which makes it possible to obtain a larger surface.
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de oontaot and an absolutely secure conductive connection with the metal coating. These advantages are not obtained when the wire is disposed with its longitudinal axis perpendicular to the surface to be metallized.
The present invention further relates to the manufacture of the electrode made according to the present invention of an insulating material and metallized on the surface as well as to the mode and time of carrying out the metallization operation.
The manufacture of the electrodes can be carried out in such a way that the electrode body is first made of glass and metallized using one of the known methods, and only then is the finished electrode sealed. in the discharge tube.
It is generally more advantageous, however, to seal in the deoharge tube the electrode provided with the supply conductor but not yet metallized, to create a vacuum in the tube during intense and permanent heating and to produce the metallic coating by vaporization. of a metal already placed in the tube.
The advantages of this embodiment consist in that the eleotrode body can be freed from gases absorbed at the surface, before the metallization, and in that a completely gas-free metal lining can be produced in the tube, so that the frequently difficult handling of the already metallized electrode is avoided and electrode arrangements can be employed, the insertion of which, in the finished state of the tube, would cause difficulties.
One embodiment of the method described above consists in that the metal to be vaporized is placed electrolytically on a metal body (core), preferably a metal wire and in that the lining of the electrode or electrodes is achieved by heating the core electrically.
This metallic body (core) can obviously be formed by one of the electrodes necessary for the operation of the tube, for example the grill or the incandescent filament.
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The application of the electrode according to the present invention and the process for its manufacture will be described below with the aid of a few examples; we will deal 'firstly with the example of an oscillograph tube with oathodic rays according to patent application A 780-28, a case in which the invention has been used with great success. This tube does not perform flawlessly which results in a high vacuum.
The creation and maintenance of high voids has proved extremely difficult in the case of the use of conventional electrodes made of metal lamellae; on the contrary, they could be obtained with complete safety when using the electrode according to the present inventions. The tube, or at least the part of the tube to be considered ioi, is represented in FIG. 1, The metallic filament 1 which before installation in the pipe has been galvanically provided with a metal coating (for example a copper coating) is surrounded by the auxiliary hat-shaped anode provided at the front with a small opening.
The auxiliary anode is made of glass and mounted on supports 3 and 4 as shown in the figure The extension of the support 4 forms the feed wire 6 which is sealed in the frame and which is in a conductive connection with the conductor of feed 5 fused to the inner side of the glass cap.
The tube in this state is depleted in the usual way during strong heating and a coating of black is thus formed on the inner surface of the glass cap by the fact that the incandescent filament is heated and the copper oouohe therein. adheres is volatilized
The electrodes according to the present invention can also be used for amplifier tubes with three electrodes.
Figure 2 shows a usual concentric arrangement of an eleotrode in which the cylindrical anode 3 is made by
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example of a glass tube, is provided with a supply conductor
6 and was metallized in the already emptied tube, by vaporization of the copper layer applied beforehand on the incandescent filament 1.
FIG. 3 also shows an amplifier tube with three electrodes but with an anode and a grid in the form of plates.
According to the present invention, the grid 2 and the anode 3 are made of glass plates and are fixed, as shown in the drawing, respectively on the supports 4, 5 and
6, 7. The support 5 or 7 is in a conductive connection on the one hand with the external feed wire 5 'or 7' and on the other hand with the feed conductor 8 or 9 attached by fusion to the surface of the glass plate. The manufacture of the tube is carried out in the manner described above; the incandescent filament is first copper for example, galvanically, the mount with the complete eleotrode system is sealed in the glass container, then a vacuum is made in this and the metal coating of the grid and the anode is formed, by heating the glowing filament, by the fact that the metallic layer on it is vaporized.
However, as during assembly the anode or grid plates are still transparent, the assembly is notably simplified. In part, the filament can be placed very close to the plates, which, as is known, gives the tube a more rapidly growing characteristic.
It should also be mentioned here that using the process according to the present invention it is possible to manufacture electrodes consisting of an insulating material covered with a thin layer of carbon, the carbon being obtainable by vaporization of a carbon filament. in the void. The use of similar electrodes for discharge tubes, the electrodes of which are advantageously made entirely or in part of carbon (graphite has the advantage that the carbon flow created from this ma-
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