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Procédé de fabrication de tubes à décharges électriques.
@ La présente invention est relative à un procédé de fabrication de tubes à décharges électriques comportant une cathode revêtue d'une substance à pouvoir émissif é- levé.
Il est déjà connu d'établir une cathode pour tubes à décharges électriques en appliquant sur un noyau une suspension d'une substance à pouvoir émissif élevé ou d'un composé à partir duquel une telle substance peut être pro- duite. Ensuite, le liquide de suspension est évaporé par chauffage et une transformation chimique éventuellement requise est le plus souvent effectuée également par chauffa- ge.
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L'évaporation du liquide de suspension, et la forma- tion de la substance émettrice peuvent être produites pen- dant qu'on fait le vide dans le tube à l'intérieur duquel est montée la cathode. Après la. formation de la couche é- mettrice on fixe les gaz résiduels en volatilisant une fai- ble quantité de magnésium introduite dans le tube.
Une cathode de ce genre peut être établie, par exem- ple, de la manière suivante:
Pour obtenir, par exemple, une cathode destinée à être chauffée de façon directe, on part d'un fil en matière réfractaire telle, par exemple, que le tungstène, sur le- quel on applique une suspension d'une substance à pouvoir émissif élevé, par exemple d'oxyde de baryum. On effectue ceci habituellement en faisant passer le fil formant noyau à travers la suspension ou en projetant cette dernière sur
Ce fil. Comme liquide de suspension on utilise, de préfé- rence, de l'eau, de l'alcool ou de l'acétate d'amyle.
Après l'application de la. suspension sur le noyau et au cours du séchage, par exemple, dans une atmosphère d'acide carbonique on évapore le liquide de suspension et, ensemble avec une ou plusieurs autres électrodes, le fil ainsi pro- duit est monté en cathode à l'intérieur d'un tube à déchar- ges qui est ensuite vidé d'air. Au cours de l'opération du vide, on débarrasse les électrodes des gaz occlus par chauf- fage à haute fréquence et pendant qu'on fait le vide et qu'on détache le tube par fusion, ou bien après ces opéra- tions, on volatilise dans le tube une faible quantité de magnésium pour fixer les dernières traces de gaz.
Suivant un autre procédé de fabrication d'une cathode A
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pour tubes à décharges électriques, un fil-noyau peut être recouvert d'une des matières décrites ci-dessus d'une sus- pension, par exemple, de carbonate de baryum en suspension dans de l'eau. Pendant qu'on fait le vide et qu'on purge les électrodes des gaz occlus, le carbonate de baryum peut être décomposé par chauffage, l'acide carboniquese dégageant étant ensuite retiré du tube au moyen de la pompe à vide.
Il est évident que ces procédés peuvent également être utilisés pour produire des cathodes chauffées de façon indirecte. Dans ce cas, le noyau pour la couche émettrice d'électrons est constitué d'ordinaire par un cylindre, de préférence, en nickel.
On a constaté que les tubes à décharges fabriqués de la manière décrite ci-dessus ne donnent pas toujours des résultats de fonctionnement satisfaisants, et que leur durée de service est très courte. On a trouvé après beaucoup d'essais que ces inconvénients sont des à l'insuffisance du degré de vide créé à l'intérieur du tube. Ensuite, on a trouvé qu'on peut remédier à ces inconvénients en volati- lisant, après l'application de la suspension sur le noyau et après chauffage de la cathode, à l'intérieur du tube une certaine quantité d'un métal alcalino-terreux (calcium, strontium, baryum). On a constaté que les gaz résiduels sont très bien captés par ces métaux et la volatilisation de ces derniers après la fabrication décrite de la cathode fait de ce mode de fabrication un procédé donnant des résultats satisfaisants dans tous les cas.
Il peut être avantageux de volatiliser à l'intérieur du tube une certaine quantité de magnésium après la forma- tion de la couche émettrice mais avant la volatilisation il
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des métaux mentionnés ci-dessus. Ce magnésium fixe alors les gaz résiduels en grande partie, les gaz non encore ab- sorbés par le magnésium évaporé étant captés par le métal alcalino-terreux volatilisé ensuite.
L'emploi de baryum, de strontium et de calcium comme matières absorbantes est connu en soi-même. Comme il a été dit plus haut, l'invention consiste en l'emploi de ces matières absorbantes à l'intérieur d'un tube à décha.r- ges dont la couche émettrice de la cathode est obtenue de la manière indiquée ci-dessus. L'emploi de ces matières absorbantes permet, comme la demanderesse l'a trouvé, de supprimer les phénomènes plus ou moins énigmatiques qu'on a observés autrefois dans les tubes à décharges comportant une cathode obtenue de la manière décrite ci-dessus.
L'invention sera mieux comprise évec référence au dessin annexé qui représente, à titre d'exemple, un tube à décharges réalisé suivant l'invention.
Sur ce dessin, 1 désigne la paroi d'un tube à l'in- térieur duquel une anode 3, une grille 4 et une cathode 5 sont disposées sur un pincement 2. La cathode est constituée, par exemple, par un fil en matière réfractaire telle, par exemple, que le tungstène, plié en zig-zag. Sur ce fil a été appliqué d'après un des procédés décrits ci-dessus de l'oxyde de baryum en suspension dans de l'eau, et ensuite on a séché le fil dans un courant d'acide carbonique et au cours de ce séchage le liquide de suspension s'est éva- poré. La cathode 5 est fixée au moyen de crochets de support 6 à une barre 7 en verre ou autre matière isolante qui est fixée à l'anode et dans laquelle sont disposés, en outre, les supports 8 de la grille.
Les conducteurs d'alimentation 1
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de la cathode, le conducteur d'alimentation 11 de la grille et le conducteur d'alimentation 12 de l'anode -sortent du tube en passant à travers le pincement. A côté de ce dernier est disposée une capsule 13 contenant une faible quantité de magnésium. On a prévu, en outre, une capsule 14 contenant, par exemple, une certaine quantité d'azothydrate de baryum.
Après avoir monté les électrodes à l'intérieur du tube, on crée le vide dans ce dernier. Ensuite, on débarrasse les électrodes des gaz occlus par chauffage à haute fréquence et au cours de cette opération, ou après, on évapore le ma- gnésium. En outre, pendant l'opération du vide l'azothydrate de baryum est chauffé à unetempéature telle qu'il se décom- pose en baryum et azote, ce dernier étant retiré à l'aide de la pompe tandis que le baryum demeure dans le réservoir 14.
Ensuite le tube est détaché par fusion après quoi le baryum contenu dans la capsule 14 est volatilisé dans le tube par chauffage à haute fréquence. Ce baryum absorbe les dernières traces de gaz présentes dans le tube après quoi on peut obtenir un tube à décharges convenant parfaitement au fonctionnement.
L'invention n'est pas limitée à un procédé permet- tant de produire des tubes à décharges de la forme représen- tée sur le dessin. Il est possible, par exemple, de fabri- quer des tubes à décharges conformes à l'invention qui com- portent une cathode chauffée de façon indirecte ou, dont la couche émettrice de la cathode consiste en une substance émettrice autre que l'oxyde de baryum. L'invention peut être appliquée, en outre, à la fabrication de tubes à décharges électriques comportant un système d'électrodes horizontal ou
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oblique. En outre, dans les tubes'de ce genre les capsules ou réservoirs pour la substance à volatiliser peuvent être disposés en d'autres points que le montre le dessin.
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Manufacturing process of electric discharge tubes.
@ The present invention relates to a method of manufacturing electric discharge tubes comprising a cathode coated with a substance of high emissivity.
It is already known to establish a cathode for electric discharge tubes by applying to a core a suspension of a substance with high emissivity or of a compound from which such a substance can be produced. Subsequently, the suspension liquid is evaporated off by heating and any chemical transformation which may be required is usually carried out also by heating.
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Evaporation of the slurry liquid, and formation of the emitting substance can be produced while a vacuum is made in the tube inside which the cathode is mounted. After the. formation of the emitting layer the residual gases are fixed by volatilizing a small quantity of magnesium introduced into the tube.
Such a cathode can be established, for example, as follows:
To obtain, for example, a cathode intended to be heated directly, one starts with a wire of refractory material such as, for example, tungsten, on which a suspension of a substance with high emissivity is applied. , for example barium oxide. This is usually done by passing the core wire through the hanger or throwing the hanger onto
This thread. As the suspension liquid, water, alcohol or amyl acetate are preferably used.
After the application of the. suspension on the core and during drying, for example, in a carbonic acid atmosphere the suspension liquid is evaporated and, together with one or more other electrodes, the wire thus produced is cathode-mounted inside a discharge tube which is then emptied of air. During the vacuum operation, the occluded gases are freed from the electrodes by high frequency heating and while the vacuum is created and the tube is melted off, or after these operations, volatilizes in the tube a small quantity of magnesium to fix the last traces of gas.
According to another method of manufacturing a cathode A
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for electric discharge tubes, a core wire may be covered with one of the materials described above with a suspension, for example, of barium carbonate suspended in water. While the vacuum is being created and the electrodes are purged of the occluded gases, the barium carbonate can be decomposed by heating, the resulting carbonic acid then being removed from the tube by means of the vacuum pump.
Obviously, these methods can also be used to produce indirectly heated cathodes. In this case, the core for the electron emitting layer is usually a cylinder, preferably nickel.
It has been found that discharge tubes manufactured in the manner described above do not always give satisfactory operating results, and their service life is very short. It has been found after many tests that these drawbacks are due to the insufficient degree of vacuum created inside the tube. Subsequently, it has been found that these drawbacks can be overcome by volatilizing, after the application of the suspension on the core and after heating the cathode, inside the tube a certain quantity of an alkaline metal. earthy (calcium, strontium, barium). It has been observed that the residual gases are very well captured by these metals and the volatilization of the latter after the described manufacture of the cathode makes this method of manufacture a process giving satisfactory results in all cases.
It may be advantageous to volatilize inside the tube a certain quantity of magnesium after the formation of the emitting layer but before the volatilization it.
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of the metals mentioned above. This magnesium then fixes the residual gases to a large extent, the gases not yet absorbed by the evaporated magnesium being captured by the alkaline earth metal then volatilized.
The use of barium, strontium and calcium as absorbent materials is known per se. As stated above, the invention consists of the use of these absorbent materials inside a discharge tube, the emitting layer of which of the cathode is obtained in the manner indicated above. . The use of these absorbent materials makes it possible, as the applicant has found, to eliminate the more or less enigmatic phenomena which were observed in the past in discharge tubes comprising a cathode obtained in the manner described above.
The invention will be better understood with reference to the appended drawing which shows, by way of example, a discharge tube produced according to the invention.
In this drawing, 1 designates the wall of a tube inside which an anode 3, a grid 4 and a cathode 5 are arranged on a clamp 2. The cathode is formed, for example, by a wire of material. refractory such as, for example, tungsten, folded in a zig-zag fashion. On this yarn was applied according to one of the methods described above barium oxide suspended in water, and then the yarn was dried in a stream of carbonic acid and during this drying the suspension liquid has evaporated. The cathode 5 is fixed by means of support hooks 6 to a bar 7 of glass or other insulating material which is fixed to the anode and in which the supports 8 of the grid are further arranged.
Power conductors 1
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from the cathode, the supply conductor 11 of the grid and the supply conductor 12 of the anode exit the tube by passing through the clamp. Next to the latter is placed a capsule 13 containing a small amount of magnesium. There is further provided a capsule 14 containing, for example, a certain amount of barium azothydrate.
After mounting the electrodes inside the tube, a vacuum is created in the latter. Then, the occluded gases are freed from the electrodes by high frequency heating and during this operation, or after, the magnesium is evaporated. In addition, during the vacuum operation the barium azothydrate is heated to a temperature such that it decomposes into barium and nitrogen, the latter being removed with the aid of the pump while the barium remains in the tank. 14.
Then the tube is detached by fusion after which the barium contained in the capsule 14 is volatilized in the tube by high frequency heating. This barium absorbs the last traces of gas present in the tube, after which a discharge tube can be obtained which is perfectly suitable for operation.
The invention is not limited to a method for producing discharge tubes of the shape shown in the drawing. It is possible, for example, to manufacture discharge tubes according to the invention which have an indirectly heated cathode or whose emitting layer of the cathode consists of an emitting substance other than sodium oxide. barium. The invention can be applied, in addition, to the manufacture of electric discharge tubes comprising a horizontal electrode system or
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oblique. In addition, in tubes of this kind, the capsules or reservoirs for the substance to be volatilized can be arranged at other points as shown in the drawing.