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Chambre de décharge pour tubes électroniques et tubes en résultant.
Pour supporter les éléments d'un jeu d'électrodes disposées dans la chambre vidé d'un tube électronique et maintenir les distances exactes entre ces éléments, on a employé des éléments céramiques de structure poreuse, faciles à débarrasser des gaz et par suite ne détruisant pas le vide par dégagement de gaz, lorsque le vide a été fait dans la chambre de décharge. On a aussi essayé de monter le jeu d'électrodes sur des éléments cé- ramiques de structure compacte et forment une portion de la cham- bre de décharge. D'une manière générale, ces matières céramiques compactes, qui d'ailleurs peuvent être fabriquées de façon à pos- séder une faible capacité et donner lieu à des pertes électriques extrêmement faibles, dégagent des gaz, qui, par suite détruisent le vide.
Cependant, il est avantageux de fabriquer la chambre vi- de soit en totalité, soit en partie en une matière céramique.
Ces éléments céramiques qui ne dégagent pas de gaz, qui sont
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faciles à débarrasser des gaz n'ont pas une structure compacte et par conséquent ne peuvent fournir la solution du problème en question, c'est-à-dire ne peuvent servir à former les parois de la chambre.
De plus, des difficultés proviennent des tensions qui prennent naissance dans les joints des diverses matières, une fois que les fils conducteurs du courant ont été scellés, et ces tensions font naître des criques dans le scellement.
Pour exécuter les soudures ou scellements de ce type, c'est- à-dire des scellements servant à réunir ensemble du verre, une matière céramique et du métal, on a proposé d'employer des ma- tières ayant le même coefficient de dilatation. Cependent, cette manière de faire ne permet pas de chauffer efficacement les ma- tières à réunir entre elles, comme par exemple dans le cas où on emploierait une soudure de verre liquide. En réalité, lorsqu' on exécute des soudures de ce genre, des tensions prennent nais- sence dans le verre a.u joint du verre avec la matière céramique au cours du refroidissement et ces tensions provoquent l'appa - rition de criques dans les parties en matière céramique ou dans l'enduit de verre.
L'invention concerne les chambres de décharge de ce type et un procédé de fabrication de ces chambres et permet d'éviter les inconvénients précités. Conformément à l'invention, le cou- vercle en matière céramique de la chambre de décharge comporte des cavités à sa surface. Pour obtenir un joint étanche au pas- sage de l'air et aussi pour fixer les conducteurs, ce couvercle est enduit d'une couche de préférence en verre.
Les cavités précitées peuvent être soit formées par la po- rosité naturelle de la matière, soit obtenues en faisant subir un travail mécanique à la. matière céramique, par exemple en y perçant des trous qui peuvent y pénétrer jusqu'à une certaine profondeur ou la traverser sous forme de perforations, c'est-à- dire de trous s'étendant d'une face à l'autre de la pièce cérami- que.
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Conformément à une autre caractéristique de l'invention, la pièce céramique peut être en une matière poreuse et comporter en outre des trous.
En utilisant ainsi une matière céramique comportant des ca- vités à sa surface, on obtient une liaison très intime des piè- ces à réunir entre elles en enduisant la matière céramique d'un flux de verre, qui pénètre dans cette matière de sorte que le verre et la matière céramique peuvent être considérés comme for- mant en quelque sorte un ensemble monobloc.
On a constaté que même si les matières à réunir, c'est-à- dire le verre et la matière céramique sont très différentes l'une de l'autre au point de vue de leurs propriétés de dilatation , on peut rendre l'ensemble ou assemblage qu'ils constituent exempt de tensions jusqu'à un point extraordinaire en donnant une forme appropriée aux cavités de la matière céramique ou en choisissant convenablement la porosité de cette matière. Pour fixer le jeu des électrodes, qui doivent être scellées dans la chambre vide, on peut monter ce jeu directement sur une pièce céramique, et enduire la dite pièce de verre, de façon qu'elle forme un élément de la paroi de la chambre. A cet effet, on peut utiliser la même soudure de verre que celle qui sert à fixer la pièce portant les électrodes sur l'autre paroi de la chambre.
Des essais ont démontré que cette pièce céramique de support est facile à garnir d'un enduit de verre, en fondant le verre sur elle ou même en versant sur elle du verre liquide, et que l'ap- plication de cet enduit peut se faire pratiquement même si les coefficients de dilatation des deux matières sont beaucoup plus différents l'un de l'autre qu'ils ne l'étaient jusqu'à présent.
De plus, on a constaté que les dispositifs suivant l'invention étaient susceptibles de supporter dans une large mesure les va- riations de température.
On comprendra facilement l'invention d'après la description qui en est donnée ci-après, en se reportant au dessin ci-annexé., sur lequel :
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La fig.l est une élévation en coupe partielle d'une forme de réalisation d'un tube électronique suivant l'invention ; la fig. 2 est une coupe partielle d'une autre forme de réa- lisation de l'invention ; la fig.3 est une coupe d'une forme de couvercle destiné à supporter les électrodes d'un tube électronique et qui est une variante de ceux qui forment un élément des dispositifs représen- tés sur les figs.l et 2 ; la fig.4 est une vue semblable à celle de la fig.3 et re - présente une légère modification de ce dispositif la fig. 5 est un plan de la fig.4 ;
la fig.6 est une vue semblable à celle de la fig.4 et re- présente encore une autre variante ; la fig.7 est un plan de la fig.6 ; la fig. 8 est un plan d'un couvercle comportant encore une autre variante ; la fig. 9 est une vue en coupe partielle d'un tube électro- nique modifié par rapport aux dispositifs représentés sur les figs.l à 8 ; la fig.10 est une vue de la face inférieure de la fig.9 ; les figs.ll à 19 sont des vues en coupe représentant cha- cune une variante du couvercle représenté sur les figs.9 et 10 ; la fig.20 est un plan de la fig.19, le scellement en verre de cette figure étant enlevé ; la fig. 21 est une vue en coupe d'une autre variante du cou- vercle des figs. 9 et 10 ;
les figs.22 à 33 sont des vues en coupe représentant cha- cune une variante de la forme du couvercle des figs.9 et 10 et faisant apparaître également le mode de fixation du couvercle sur la paroi latérale d'une chambre de décharge.
Les mêmes signes de référence ou des signes similaires désignent les mêmes pièces ou pièces similaires sur toutes les figures.
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Sous sa forme de construction la plus simple, la pièce de support 2 du tube électronique représenté sur la fig.l est en une matière poreuse dans laquelle les pertes sont faibles et dans laquelle sont disposés les conducteurs 3 du jeu des élec- trodes. Ces conducteurs sont fixés dans cette pièce par une sou- dure en verre 4-, qui a pour effet en même temps de réaliser l'étanchéité de la pièce 2 et de la fixer sur la paroi 1 de la chambre ou tube de décharge.
Dans la forme de construction représentée sur la fig.2, la pièce 2 se compose de plusieurs matières, à savoir une pièce cé- ramique 5 en matière poreuse et des douilles 6 en matière cérami- que compacte. L'élément poreux 5 est facile à dégager et suscep- tible d'entrer en liaison intime avec la soudure en verre 4 ap- pliquée sur lui, de façon à former un enduit. Les douilles com- pactes 6 ont de meilleures propriétés électriques, ne provoquant qu'une faible perte de la haute fréquence qui passe dans les conducteurs 3.
Conformément à l'invention, ces pièces sont assemblées de façon que la matière susceptible d'être dégazée soit prépondé - rante dans la chambre vide, tandis qu'aux points où sont disposés les conducteurs du courant, sont placés des dispositifs isolants en une matière électriquement appropriée. La surface des dispo - sitifs isolants compacts est faible par rapport à celle de la matière poreuse ne dégageant pas de gaz et qui est facile à réu- nir avec la soudure en verre.
Etant donnée la manière dont les deux pièces sont assemblées pour former le couvercle, ce couver- cle composite peut être fabriqué par cuisson à grend feu en mon- tant les pièces l'une dans l'autre et en effectuant ensuite le frittage, ou on peut réunir les pièces l'une à l'autre au moment où on applique l'enduit de verre, ou on peut les assembler lors- qu'elles sont encore ramollies, sans les avoir encore frittées ou après les avoir soumises seulement à un frittage préliminaire et leur faire subir ensuite un frittage poussé.
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Le couvercle 2 représenté sur la fig.3 comporte deux re- bords 8, 9, dans lesquels on introduit les douilles 6, qui sont plus longues que celles qui sont représentées sur la fig. 2 et dans lesquelles sont placés les conducteurs 3.
Le couvercle 2, représenté sur les figs. 4 et 5 comporte des douilles 6 courtes, montées dans les rebords 8, 9 du cou- vercle ; 10 désigne les trous de passage des conducteurs.
Le couvercle 2 des figs.6 et 7 comporte deux supports annu- laires 6a en une matière céramique compacte qui sont enrobés dans l'élément céramique 5 et percés de trous destinés à rece - voir les fils 3 supportant le jeu des électrodes par exemple de la manière représentée sur la fig.l.
Dans le dispositif représenté sur la fig.8, des éléments 6b en une matière céramique compacte sont enrobés dans le matiè- re céramique 5 et percés de trous 10 pour les fils 3.
Les exemples représentés sur les figs.2 à 8 ont l'avantage consistent dans le fait qu'outre que la matière céramique est facile à dégazer et donne toute sécurité au point de vue de sa liaison avec le verre fondu, les pertes diélectriques sont fai- bles et le jeu des électrodes est solidement fixé dans sa posi- tion.
Les figs.9 et 10 représentent la forme la plus simple d'un tube électronique dont le couvercle céramique 2 est un disque perforé. Lorsqu'on applique la soudure en verre 4 sur ce disque, elle pénètre dans ses trous 11 . Les trous 11 étant ainsi com - plètement ou partiellement remplis de verre assurent une adhéren- ce effective de la soudure en verre ou enduit 4 sur le couvercle 2. La soudure en verre 4 sert en même temps à réunir le couver- cle 2 et la paroi 1 de la chambre ou tube. Les trous 11 sont uniformément répartis. La chambre tubulaire dont 1 désigne la paroi est placée du même côté du couvercle 2 que la soudure en verre 4.
Ainsi que le montre la fig.ll, le couvercle 2 peut comporter
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des douilles 6. Ces douilles sont en une matière céramique ne donnant lieu qu'à de faibles pertes diélectriques et contiennent les conducteurs du courant 3. Le couvercle 2 est recouvert par la soudure en verre 4, qui sert en même temps à réaliser l'étan- chéité au passage de l'air et à fixer les conducteurs 3.
Les trous de la fig.12 sont de forme conique et permettent ainsi à la soudure en verre d'y pénétrer d'une manière particu- lièrement facile.
Les couvercles 2 céramiques perforés des figs.13 et 14 com- portent des cavités 12, à travers lesquelles passent les conduc- teurs 3, qui sont fixés dans le couvercle 2 par des soudures en métal 13. L'espace qui se trouve entre les conducteurs 3 et les parois des cavités 12 est rempli par des douilles céramiques 6, qui recouvrent les soudures en métal 13 et sont elles-mêmes re- couvertes par la couche de verre 4.
Suivant la fig.15, la soudure en métal 13 peut être disposée dans une cavité de la matière céramique, en fixant ainsi le con- ducteur 3 dans le couvercle lui-même.
Le dispositif de la fig.16 est semblable à celui de la fig.
15, mais comporte une douille 6', qui est disposée dans le cou- vercle 2 et dans le prolongement de la douille 6 et est formée d'une matière différente de celle des douilles 6, de préférence une matière céramique, ne donnant lieu qu'à de faibles pertes.
Le conducteur 3 est fixé dans la douille 6', au moyen d'une sou- dure en métal 13. Ici aussi la douille 6 recouvre la soudure en métal 13 et est enduite de la couche de verre 4 qui sert aussi à sceller le conducteur 3.
Ainsi que le montre la fig.l7, la douille céramique 6', dans laquelle est fixé le conducteur 3 peut être soudée par la soudure en métal 13 sur la paroi de la cavité 12, le bord infé - rieur de la douille 6 étant abattu à cette extrémité au point 30.
Les trous 11 n'ont pas besoin d'être des perforations, c'est- à-dire des trous qui traversent de part en part le couvercle 2
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d'une de ses faces jusqu'à l'autre, mais peuvent s'interrompre à l'intérieur du couvercle. Ces trous sont uniformément répa.r- tis. Leur nombre et leur section transversale doivent être choi- sis de façon à convenir à l'application à laquelle le couvercle 2 est destiné et conformément à la quantité de verre dont on dispose ou qu'on désire. Le verre ramolli qui coule dans les trous 11 et s'y solidifie ensuite rend l'assemblage ainsi obte- nu très solide et surtout les tensions existant dans sa portion en verre extrêmement faibles ;l'assemblage possède seulement les propriétés les plus avantageuses des matières qui le consti- tuent et ces propriétés sont plutôt améliorées.
Ces avantages sont obtenus en particulier lorsque les trous 11 sont petits, nombreux et uniformément répartis.
Sur les figs.18 et 19, 20, les trous ou cavités sont de nature spéciale. Dans le dispositif de la fig.18, le couvercle 2 comporte non seulement des perforations 11, mais encore des cavités 11' dans lesquelles pénètre la soudure en verre 4. Sur celui des figs.19 et 20, le couvercle 2 comporte des rainures circulaires concentriques 14 et des rainures radiales 15, qui servent à réunir solidement le verre 4 et le couvercle 2 d'une manière semblable à celle des cavités 11'.
La fig. 21 représente un couvercle 2 contenait une douille céramique conique 6 dans laquelle est placé un conducteur 3 dont l'extrémité supérieure est élargie et qui y est fixé par une soudure en métal 13. La douille elle-même est fixée par le verre 4. Cette forme de construction a l'avantage de permettre de monter dans le couvercle 2 le conducteur fini, qui, une fois scellé, ne peut plus se déplacer dans la soudure en verre ramol- lie .
Tous les dispositifs décrits ci-dessus comportent une pièce céramique ou disque et un amas de verre sur l'une des faces de la. dite pièce. Ce couvercle composite possède jusqu'à un point remarquable les propriétés qui sont nécessaires pour obtenir une
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forme de construction compacte des jeux d'électrodes montés dans la. chambre de décharge. Les couvercles ainsi construits ne sont pas faciles à ramollir et permettent de monter le jeu d'électro- des sur la matière céramique sans crainte de voir la stabilité du jeu d'électrodes compromise par la chaleur nécessaire aux opé- rations de soudure.
La matière céramique peut être de nature avantageuse au point de vue diélectrique et capacitif, et dans ce cas, donne la certitude que le jeu d'électrodes est fixé de manière à ne donner lieu qu'à des pertes très faibles surtout s'il s'agit de très hautes fréquences.
Les conducteurs qui supportent le jeu d'électrodes peuvent être fixés sur la pièce céramique par des soudures en métal qui donnent la, certitude que la rigidité de ces fils ou conducteurs de support ne sera pas compromise même si la température de fusion du métal est extrêmement élevée.
' La présence des perforations ou trous dans la pièce cérami- que a pour effet de supprimer jusqu'à un point surprenant les tensions dans la couche de verre qui pénètre dans ces trous.
C'est pourquoi,on peut donner à la pièce céramique la forme quel- conque que l'on désire et la section transversale nécessaire ; on peut aussi y faire pénétrer d'autres pièces céramiques ou mé- talliques, ou faire dépasser la couche de verre au-delà du bord de la pièce céramique, ou la rabattre vers le bas contre ce bord et on peut aussi réunir la pièce céramique par soudure avec des pièces métalliques, telles que des fils, des plaques ou des ba- gues. A l'encontre des pièces céramiques minces à surface plane, les irrégularités ponctuelles superficielles ou les joints résul- tant par exemple des opérations de soudure exécutées pour réunir la pièce céramique aux pièces métalliques qui doivent y être fixé-es n'ont pratiquement aucune influence dans le cas de la nouvelle forme d'assemblage.
On obtient des avantages particuliers en choisissant pour la, pièce céramique une matière poreuse et de plus en y perçant
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des perforations ou trous de la manière décrite ci-dessus. Dans ce cas, il résulte de la. forte porosité de la matière que le flux de verre pénètre non seulement dans les trous de la pièce cérami- que, mais encore dans la matière céramique elle-même, de sorte qu'une fois le verre solidifié, on obtient une pièce de verre en forme de disque ou de calotte dont la forme est à peu près sem- blable à celle de la pièce céramique et qui comporte des prolon- gements en forme de doigts, c'est-à-dire des prolongements entre lesquels se trouve la matière céramique, ainsi qu'on peut le voir d'après les exemples décrits ci-dessus.
En adoptant cette forme de construction des couvercles des chambres de décharge, on peut appliquer le verre sur la pièce céramique à l'état liquide, chauffé au rouge et on peut le re- froidir brusquement dans cet état sans qu'aucune crique se forme dans la couche de verre.
Les pièces ainsi construites peuvent être fabriquées sous forme d'élément séparé, puis montées sous forme de couvercle sur les autres éléments d'une chambre de décharge en les soudait sur eux, ou bien on peut monter sur une pièce de ce genre la totalité ou une partie des éléments de la dite chambre, puis sceller la paroi de la chambre à l'aide d'une couche de verre dépassant le bord de la pièce céramique.
Cette manière de faire est facile à comprendre d'après les figs. 22 à 33.
Les figs.22, 23, 24 représentent chacune une forme d'assem- blage possible de la. pièce céramique avec la paroi de la chambre.
Ici la pièce céramique est soudée directement sur la paroi de la chambre qui est en verre ou en métal. Dans le dispositif de la fig.22, le bord 16 de la pièce 2 est arrondi. Il en résulte que le verre liquide qui, par exemple, sert à former le scellement, coule facilement sur ce bord arrondi 16, en formant ainsi un joint de verre étenche entre la pièce 2 et la paroi 1. Suivant la fig.
23, la pièce 2 peut être munie d'un rebord 17 qui repose sur le
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bord de la paroi 1 et est réuni avec elle d'une manière appro- priée. Ainsi que le montre la fig.24, la pièce 2 peut comporter un rebord mince 17' qui ne se trouve pas dans le plan de la sur- face extérieure de la pièce 2.
La fig.25 représente une pièce 2 semblable à celles des figs. 3 à 7. Les conducteurs 3 comportent ici des douilles de connexion 18 et sont insérés chacun dans l'une des perforations de la pièce 2. La soudure en verre 4 forme également un scelle- ment pour ces douilles 18 et en même temps sert à fixer la pièce 2 par son bord 16 sur la paroi 1 du tube électronique.
Dans le dispositif de la fig.26, la pièce 2 est entourée d'une bague 19, dont la face extrême se trouve. dans le plan de la face extérieure de la pièce 2. Les pièces 2 et 19 sont recou- vertes toutes deux de la soudure en verre 4 qui sert en même temps à fixer les conducteurs 3.
Dans le dispositif de la fig.27, la. pièce céramique 2 est noyée dans la bague 19 qui l'entoure, de façon que le scellement ou enduit 4 forme un amas de verre au joint de ces deux pièces.
Dans le dispositif de la fig.28, la pièce céramique 2 repo- se sur une bague métallique 19, qui elle-même est fixée sur la paroi 1. Les faces extrêmes de la bague métallique 19 et de la pièce céramique 2 sont dans le même plan, ce qui permet de donner une longueur particulièrement faible à la chambre.
Dans le dispositif de la fig.29, la bague métallique 19 qui supporte la pièce céramique 2 pénètre à l'intérieur de la paroi 1 de la chambre vide, tandis que le bord extérieur de la bague 19 se rabat sur le bord rabattu de la paroi 1 de façon à former un rebord 20 reposant sur un rebord 21 de la chambre.
Cette forme de construction est particulièrement avantageuse, lorsque la.paroi de la chambre vide est en métal, car dans ce cas les rebords 20, 21 peuvent être fixés l'un sur l'autre par soudu- re. La pièce céramique 2 et la bague 19 sont recouvertes par la même soudure en verre 4.
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La. forme de construction de la fig. 30 est semblable à celle de la fig.29, sauf que, sur la fig.30, le bord extérieur 22 de la pièce céramique 2 est arrondi, de façon que le scellement 4 forme un emas de verre au joint entre la pièce céramique 2 et la bague qui la supporte.
Dans le dispositif de la fig.31, la bague 19 qui renferme la pièce cér?mique 2 a une forme telle que le joint recouvert par la soudure en verre 4 soit placé entre des parties dans le même plan, à savoir le bord de le pièce 2 et une portion annulai- re 23 de la bague 19.
Dans le dispositif de la fig.32, la pièce céramique 2 est maintenue dans la paroi 1 par une bague métallique 19, qui à son tour est fixée sur la paroi 1 par une soudure en métal 24.
La pièce 2 et la bague 19 sont réunies l'une à l'autre par la couche de verre 4, qui maintient également dans sa position un conducteur ou fil de support 3.
Dans le dispositif de la fig.33, la pièce céramique 2 et la paroi 1 sont réunies l'une à l'autre par une soudure en métal 24, sans bague métallique intermédiaire, telle que la bague 19 de la Ici aussi la pièce 2 et la couche 4 sont réunies ensemble par des perforations dans lesquelles pénètre le verre insi qu'il a été décrit ci-dessus.
La portée de l'invention n'est pas limitée par les exemples décrits ci-dessus. Elle est applicable en fait à tous les cas où il s'agit de réunir par une soudure du verre, une matière cé- ramique et du métl ou seulement du métal avec une matière céra- mique. Sa caractéristique essentielle consiste dans une pièce céramique comportant des cavités qui ont pour effet d'assurer un contact intime entre la¯ soudure et la pièce céramique et d'em- pêcher ainsi l'apparition de tensions internes. La matière formant l'enduit qui peut être du verre ou du métal peut être appliquée sur la pièce céramique à l'état liquide, ramolli ou solide.
Si la matière formant l'enduit est appliquée à l'état solide, on peut
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la faire fondre par exemple dans un four.
REVENDICATIONS.
L'invention a. principalement pour objet : A. Une chambre de décharge pour tubes électroniques et autres applications remarquable; notamment, par les caractéris- tiques suivantes considérées séparément ou en combinaisons :
1. Elle comporte une pièce céramique formant son couvercle et un enduit fondu sur cette pièce céramique qui comporte des cavités sur la surface sur laquelle l'enduit est appliqué.
2. La pièce céramique est en une matière poreuse, de sorte que les cavités précitées sont constituées par la porosité natu- relle de cette matière.
3. Les cavités précitées sont obtenues en faisant subir un travail mécanique à la surface de la pièce céramique.
4. Les cavités précitées sont des trous percés dans la dite surface de la pièce céramique.
5. La chambre de décharge comporte un jeu d'électrodes, supporté par la pièce poreuse soudée sur la paroi de la chambre, la dite pièce poreuse étant en une matière facile à dégazer, et un scellement en verre étant appliqué sur la dite pièce.
6..-La pièce poreuse est en une matière céramique donnant lieu à des pertes électriques aussi faibles que possible et aussi à de faibles pertes diélectriques.
7. La pièce céramique est formée de matières donnant lieu à de faibles pertes électriques et de plus de matières faciles à dégazer.
8. La. pièce céramique est formée d'une matière facile à dé- gazer et des douilles donnant lieu à de faibles pertes électriques sont disposées dans la pièce céramique.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.
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Discharge chamber for electron tubes and resulting tubes.
To support the elements of a set of electrodes placed in the emptied chamber of an electron tube and to maintain the exact distances between these elements, ceramic elements of porous structure, easy to free from gases and therefore not destroying, have been used. not the vacuum by gas evolution, when the vacuum has been made in the discharge chamber. Attempts have also been made to mount the set of electrodes on ceramic elements of compact structure and form a portion of the discharge chamber. In general, these compact ceramic materials, which moreover can be manufactured in such a way as to have a low capacity and give rise to extremely low electrical losses, give off gases, which consequently destroy the vacuum.
However, it is advantageous to manufacture the vacuum chamber either wholly or in part of ceramic material.
These ceramic elements which do not emit gas, which are
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easy to get rid of gases do not have a compact structure and therefore cannot provide the solution of the problem in question, i.e. cannot be used to form the walls of the chamber.
In addition, difficulties arise from the stresses which arise in the joints of the various materials, after the current conducting wires have been sealed, and these stresses give rise to cracks in the seal.
In order to perform welds or seals of this type, that is to say seals serving to join together glass, a ceramic material and metal, it has been proposed to use materials having the same coefficient of expansion. However, this manner of proceeding does not allow the materials to be joined together to be heated efficiently, as for example in the case where a solder of liquid glass is used. In fact, when such welds are carried out, stresses develop in the glass at the joint of the glass with the ceramic material during cooling and these stresses cause cracks to appear in the parts of the material. ceramic or glass plaster.
The invention relates to discharge chambers of this type and to a method of manufacturing such chambers and makes it possible to avoid the aforementioned drawbacks. According to the invention, the ceramic cover of the discharge chamber has cavities on its surface. To obtain a seal that is tight against the passage of air and also to secure the conductors, this cover is coated with a layer, preferably of glass.
The aforementioned cavities can either be formed by the natural porosity of the material, or obtained by subjecting a mechanical work to the. ceramic material, for example by piercing holes in it which can penetrate it to a certain depth or pass through it in the form of perforations, that is to say holes extending from one face to the other of the ceramic piece.
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In accordance with another characteristic of the invention, the ceramic part can be made of a porous material and further include holes.
By thus using a ceramic material comprising cavities on its surface, a very intimate bond between the parts to be joined together is obtained by coating the ceramic material with a flow of glass, which penetrates into this material so that the glass and ceramic material can be considered as forming, in a way, a single unit.
It has been found that even if the materials to be joined, that is to say the glass and the ceramic material, are very different from the point of view of their expansion properties, the whole can be made or assembly which they constitute free of tensions to an extraordinary point by giving an appropriate shape to the cavities of the ceramic material or by suitably choosing the porosity of this material. To fix the set of electrodes, which must be sealed in the empty chamber, this set can be mounted directly on a ceramic piece, and the said piece of glass can be coated so that it forms an element of the wall of the chamber. For this purpose, the same glass weld can be used as that which serves to fix the part carrying the electrodes to the other wall of the chamber.
Tests have shown that this ceramic support part is easy to cover with a glass coating, by melting the glass on it or even by pouring liquid glass on it, and that the application of this coating can be done. practically even though the coefficients of expansion of the two materials are much more different from each other than they were heretofore.
In addition, it has been found that the devices according to the invention are capable of withstanding variations in temperature to a large extent.
The invention will easily be understood from the description which is given below, with reference to the accompanying drawing., In which:
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Fig.l is a partial sectional elevation of one embodiment of an electron tube according to the invention; fig. 2 is a partial section of another embodiment of the invention; FIG. 3 is a section through a form of cover intended to support the electrodes of an electron tube and which is a variant of those which form an element of the devices shown in FIGS. 1 and 2; fig.4 is a view similar to that of fig.3 and shows a slight modification of this device in fig. 5 is a plan of FIG. 4;
FIG. 6 is a view similar to that of FIG. 4 and represents yet another variant; Fig.7 is a plan of Fig.6; fig. 8 is a plan of a cover comprising yet another variant; fig. 9 is a partial sectional view of an electronic tube modified from the devices shown in Figures 1 to 8; Fig.10 is a view of the lower face of Fig.9; Figs. 11 to 19 are sectional views each showing a variant of the cover shown in Figs. 9 and 10; Fig.20 is a plan of Fig.19, the glass seal of this figure being removed; fig. 21 is a sectional view of another variant of the cover of FIGS. 9 and 10;
FIGS. 22 to 33 are sectional views each showing a variant of the shape of the cover of FIGS. 9 and 10 and also showing the method of fixing the cover to the side wall of a discharge chamber.
The same reference signs or similar signs designate the same or similar parts in all the figures.
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In its simplest form of construction, the supporting part 2 of the electron tube shown in FIG. 1 is made of a porous material in which the losses are low and in which the conductors 3 of the set of electrodes are arranged. These conductors are fixed in this part by a glass weld 4-, which has the effect at the same time of sealing the part 2 and of fixing it on the wall 1 of the chamber or discharge tube.
In the form of construction shown in FIG. 2, the part 2 consists of several materials, namely a ceramic part 5 of porous material and bushings 6 of compact ceramic material. The porous element 5 is easy to release and capable of coming into intimate bond with the glass weld 4 applied to it, so as to form a coating. The compact sockets 6 have better electrical properties, causing only a small loss of the high frequency which passes through the conductors 3.
In accordance with the invention, these parts are assembled so that the material capable of being degassed is predominant in the empty chamber, while at the points where the current conductors are placed, insulating devices made of a material are placed. electrically appropriate. The surface of the compact insulating devices is small compared to that of the porous material which does not give off gas and which is easy to join with the glass solder.
Because of the way the two pieces are put together to form the cover, this composite cover can be made by grendfire by fitting the pieces together and then sintering, or can join the pieces together when the glass coating is applied, or they can be joined while they are still softened, without having yet sintered them or after having only subjected them to sintering preliminary and then subject them to extensive sintering.
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The cover 2 shown in FIG. 3 has two rims 8, 9, into which the sleeves 6 are inserted, which are longer than those shown in FIG. 2 and in which the conductors 3 are placed.
The cover 2, shown in figs. 4 and 5 comprises short sleeves 6, mounted in the edges 8, 9 of the cover; 10 designates the conductor passage holes.
The cover 2 of figs. 6 and 7 comprises two annular supports 6a made of a compact ceramic material which are embedded in the ceramic element 5 and pierced with holes intended to receive the wires 3 supporting the set of electrodes, for example of the manner shown in fig.l.
In the device shown in fig. 8, elements 6b of a compact ceramic material are embedded in the ceramic material 5 and pierced with holes 10 for the wires 3.
The examples represented in figs. 2 to 8 have the advantage consist in the fact that besides the ceramic material is easy to degas and gives complete safety from the point of view of its bond with the molten glass, the dielectric losses are low. - loose and the play of the electrodes is firmly fixed in its position.
Figs.9 and 10 represent the simplest form of an electron tube, the ceramic cover 2 of which is a perforated disc. When the glass solder 4 is applied to this disc, it enters its holes 11. The holes 11 being thus completely or partially filled with glass ensure effective adhesion of the glass or coating solder 4 on the cover 2. The glass solder 4 serves at the same time to join the cover 2 and the wall 1 of the chamber or tube. The holes 11 are evenly distributed. The tubular chamber of which 1 designates the wall is placed on the same side of the cover 2 as the glass weld 4.
As shown in fig.ll, the cover 2 may include
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sockets 6. These sockets are made of a ceramic material giving rise only to low dielectric losses and contain the current conductors 3. The cover 2 is covered by the glass solder 4, which at the same time serves to achieve the tightness to the passage of air and to fix the conductors 3.
The holes in fig.12 are conical in shape and thus allow the glass solder to penetrate in a particularly easy way.
The perforated ceramic covers 2 of figs. 13 and 14 have cavities 12, through which the conductors 3 pass, which are fixed in the cover 2 by metal welds 13. The space between the conductors 3 and the walls of the cavities 12 is filled by ceramic sleeves 6, which cover the metal welds 13 and are themselves covered by the glass layer 4.
According to Fig. 15, the metal weld 13 can be arranged in a cavity of the ceramic material, thus fixing the conductor 3 in the cover itself.
The device of fig. 16 is similar to that of fig.
15, but comprises a bush 6 ', which is disposed in the cover 2 and in the extension of the bush 6 and is formed of a material different from that of the bushes 6, preferably a ceramic material, only 'at low losses.
The conductor 3 is fixed in the socket 6 ', by means of a metal weld 13. Here also the bush 6 covers the metal weld 13 and is coated with the glass layer 4 which also serves to seal the conductor. 3.
As shown in fig. 17, the ceramic sleeve 6 ', in which the conductor 3 is fixed, can be welded by the metal weld 13 on the wall of the cavity 12, the lower edge of the sleeve 6 being knocked down. at this end at point 30.
The holes 11 do not need to be perforations, that is to say holes which pass right through the cover 2
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from one of its faces to the other, but can be interrupted inside the cover. These holes are evenly repaired. Their number and cross-section must be chosen so as to suit the application for which the cover 2 is intended and in accordance with the quantity of glass available or desired. The softened glass which flows in the holes 11 and then solidifies there makes the assembly thus obtained very solid and especially the tensions existing in its glass portion extremely low; the assembly only has the most advantageous properties of the materials. which constitute it and these properties are rather improved.
These advantages are obtained in particular when the holes 11 are small, numerous and uniformly distributed.
In figs. 18 and 19, 20, the holes or cavities are of a special nature. In the device of fig.18, the cover 2 includes not only perforations 11, but also cavities 11 'into which penetrates the glass weld 4. On that of figs.19 and 20, the cover 2 has circular grooves. concentric 14 and radial grooves 15, which serve to firmly join the glass 4 and the cover 2 in a manner similar to that of the cavities 11 '.
Fig. 21 shows a cover 2 contained a conical ceramic socket 6 in which is placed a conductor 3, the upper end of which is widened and which is fixed thereto by a metal solder 13. The socket itself is fixed by the glass 4. This This form of construction has the advantage of allowing the finished conductor to be mounted in the cover 2, which, once sealed, can no longer move in the softened glass solder.
All the devices described above comprise a ceramic part or disk and a mass of glass on one of the faces of the. said room. This composite cover possesses to a remarkable extent the properties which are necessary to obtain a
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compact construction form of the sets of electrodes mounted in the. discharge chamber. The covers thus constructed are not easy to soften and allow the set of electrodes to be mounted on the ceramic material without fear of the stability of the set of electrodes compromised by the heat required for the soldering operations.
The ceramic material can be of an advantageous nature from the dielectric and capacitive point of view, and in this case, gives the certainty that the set of electrodes is fixed in such a way as to give rise only to very low losses especially if they are 'acts at very high frequencies.
The conductors which support the set of electrodes can be fixed to the ceramic part by metal welds which give the certainty that the rigidity of these supporting wires or conductors will not be compromised even if the melting temperature of the metal is extremely high.
The presence of the perforations or holes in the ceramic part has the effect of suppressing to a surprising extent the tensions in the layer of glass which penetrates into these holes.
This is why the ceramic part can be given any desired shape and the necessary cross section; other ceramic or metal pieces can also be penetrated into it, or the layer of glass can protrude beyond the edge of the ceramic piece, or fold it down against this edge and the ceramic piece can also be joined by welding with metal parts, such as wires, plates or rings. Unlike thin ceramic parts with a flat surface, the punctual surface irregularities or the joints resulting, for example, from the welding operations carried out to join the ceramic part to the metal parts which are to be fixed to it have practically no influence. in the case of the new assembly form.
Particular advantages are obtained by choosing a porous material for the ceramic part and moreover by drilling
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perforations or holes in the manner described above. In this case, it follows from the. high porosity of the material that the flow of glass penetrates not only in the holes of the ceramic piece, but also in the ceramic material itself, so that once the glass has solidified, a piece of glass is obtained. shape of a disc or cap, the shape of which is approximately the same as that of the ceramic part and which has finger-shaped extensions, that is to say extensions between which the ceramic material is located , as can be seen from the examples described above.
By adopting this form of construction of the covers of the discharge chambers, the glass can be applied to the ceramic part in a liquid state, heated to red and it can be suddenly cooled in this state without any cracks forming in the liquid. the glass layer.
The parts thus constructed can be manufactured as a separate part and then mounted as a cover on the other parts of a discharge chamber by welding them to them, or the whole or part of such a part can be mounted or part of the elements of said chamber, then seal the wall of the chamber using a layer of glass extending beyond the edge of the ceramic part.
This way of doing things is easy to understand from figs. 22 to 33.
Figs. 22, 23, 24 each show a possible form of assembly of the. ceramic piece with the chamber wall.
Here the ceramic part is welded directly to the wall of the chamber which is made of glass or metal. In the device of fig. 22, the edge 16 of the part 2 is rounded. As a result, the liquid glass which, for example, serves to form the seal, flows easily over this rounded edge 16, thus forming a tight glass seal between the part 2 and the wall 1. According to FIG.
23, part 2 can be provided with a flange 17 which rests on the
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edge of the wall 1 and is united with it in a suitable manner. As shown in fig. 24, part 2 may have a thin rim 17 'which does not lie in the plane of the outer surface of part 2.
Fig.25 shows a part 2 similar to those of figs. 3 to 7. The conductors 3 here have connection sockets 18 and are each inserted into one of the perforations of the part 2. The glass solder 4 also forms a seal for these sockets 18 and at the same time serves to fix part 2 by its edge 16 on wall 1 of the electron tube.
In the device of fig. 26, the part 2 is surrounded by a ring 19, the end face of which is located. in the plane of the outer face of part 2. Parts 2 and 19 are both covered with the glass solder 4 which at the same time serves to fix the conductors 3.
In the device of fig. 27, the. ceramic part 2 is embedded in the ring 19 which surrounds it, so that the seal or coating 4 forms a mass of glass at the joint of these two parts.
In the device of fig. 28, the ceramic part 2 rests on a metal ring 19, which itself is fixed on the wall 1. The end faces of the metal ring 19 and of the ceramic part 2 are in the same plane, which makes it possible to give a particularly short length to the chamber.
In the device of fig. 29, the metal ring 19 which supports the ceramic part 2 penetrates inside the wall 1 of the empty chamber, while the outer edge of the ring 19 is folded over the folded edge of the chamber. wall 1 so as to form a rim 20 resting on a rim 21 of the chamber.
This form of construction is particularly advantageous when the wall of the empty chamber is made of metal, since in this case the flanges 20, 21 can be fixed to each other by welding. The ceramic part 2 and the ring 19 are covered by the same glass solder 4.
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The construction form of FIG. 30 is similar to that of fig. 29, except that, in fig. 30, the outer edge 22 of the ceramic part 2 is rounded, so that the seal 4 forms a glass emas at the joint between the ceramic part 2 and the ring that supports it.
In the device of fig. 31, the ring 19 which encloses the ceramic part 2 has a shape such that the joint covered by the glass solder 4 is placed between parts in the same plane, namely the edge of the part 2 and an annular portion 23 of the ring 19.
In the device of fig. 32, the ceramic part 2 is held in the wall 1 by a metal ring 19, which in turn is fixed to the wall 1 by a metal weld 24.
The part 2 and the ring 19 are joined to each other by the glass layer 4, which also maintains in its position a conductor or support wire 3.
In the device of fig. 33, the ceramic part 2 and the wall 1 are joined to each other by a metal weld 24, without an intermediate metal ring, such as the ring 19 of the here also part 2 and the layer 4 are joined together by perforations in which the glass penetrates insi that it has been described above.
The scope of the invention is not limited by the examples described above. It is in fact applicable to all cases where it is a question of joining together by welding glass, a ceramic material and metal or only metal with a ceramic material. Its essential characteristic consists of a ceramic part comprising cavities which have the effect of ensuring intimate contact between the weld and the ceramic part and thus prevent the appearance of internal tensions. The material forming the coating which may be glass or metal may be applied to the ceramic part in the liquid, softened or solid state.
If the material forming the plaster is applied in the solid state, one can
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melt it for example in an oven.
CLAIMS.
The invention a. mainly for object: A. A discharge chamber for electron tubes and other remarkable applications; in particular, by the following characteristics considered separately or in combination:
1. It comprises a ceramic part forming its cover and a molten coating on this ceramic part which comprises cavities on the surface on which the coating is applied.
2. The ceramic part is made of a porous material, so that the aforementioned cavities are formed by the natural porosity of this material.
3. The aforementioned cavities are obtained by subjecting the surface of the ceramic part to mechanical work.
4. The aforementioned cavities are holes drilled in said surface of the ceramic part.
5. The discharge chamber comprises a set of electrodes, supported by the porous part welded to the wall of the chamber, said porous part being made of a material easy to degas, and a glass seal being applied to said part.
6 ..- The porous part is made of a ceramic material giving rise to electrical losses as low as possible and also to low dielectric losses.
7. The ceramic part is formed of materials giving rise to low electrical losses and more easily degasable materials.
8. The ceramic part is made of a material which is easy to degas and low electrical loss sockets are provided in the ceramic part.
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