CA2035170C - Procede de fabrication d'une cathode impregnee et cathode obtenue par ce procede - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un procédé pour la fabrication d'une cathode imprégnée pour tube électronique, et la cathode imprégnée ainsi réalisée. La méthode consiste à mélanger (b) une poudre (Y) contenant l'élément émissif (généralement des aluminates de baryum et de calcium) avec la poudre (W) d'au mains un métal réfractaire (généralement du tungstène, éventuellement mélangé avec un métal de la mine de platine), puis pressage (c) de ce mélange pour former une pastille (1) qui est ensuite frittée (d) sous atmosphère d'hydrogène à haute température (2 000.degree.C environ). Dans l'art antérieur, une poudre d'au moins un métal réfractaire, était pressée et frittée et ensuite imprégnée, usinée, nettoyée etc. Le procédé selon l'invention permet d'économiser donc de nombreuses étapes dans la fabrication d'une cathode imprégnée par rapport à l'art antérieur.
Description
~~~~~.'~~~
PROCEDE DE FABRICA'CION D'UNE CATI-IODE
IMPREGN.EE ET CA'f:EIODE OBTENUE PAR CE
PROCE;DE
La présente invention a pour objet un procédé de fabrication d'une cathode imprégnée et une cathode obtenue par ce procédé. Elle trouve une application dans 1a réalisation de cathodes pour tubes électroniques et plus particulièrement mais non exclusivement pour des tubes cathodiques de visualisation.
Les cathodes imprégnées sont couramment utilisées pour fournir des densités de courant électronique allant jusqu'à 1 à
PROCEDE DE FABRICA'CION D'UNE CATI-IODE
IMPREGN.EE ET CA'f:EIODE OBTENUE PAR CE
PROCE;DE
La présente invention a pour objet un procédé de fabrication d'une cathode imprégnée et une cathode obtenue par ce procédé. Elle trouve une application dans 1a réalisation de cathodes pour tubes électroniques et plus particulièrement mais non exclusivement pour des tubes cathodiques de visualisation.
Les cathodes imprégnées sont couramment utilisées pour fournir des densités de courant électronique allant jusqu'à 1 à
2 A/cm2 en continu et plus en impulsions.
Les cathodes imprégnées connues de l'art antérieur sont i 0 constituées d'un corps poreux en métal réfractaire, comme le tungstène pur, ou encore d'un mélange de tungstène, soit avec un métal provenant de la mine du platine (matrice mixte), tel ' que connu par le document FR A 2 356 263, soit avec l'oxyde de scandium ou d'autre terres rares en faible concentration (3 n 5°~
en poids).
Ce corps poreux est obtenu en général en comprimant une poudre finement divisée du métal (ou du mélange de métaux) à
l'aide d'une presse isostatique ou d'une presse uniaxe.
Les corps oompacts ainsi obtenus sont ensuite chauffés sous hydrogène à température élevée, afin de fritter les particules les unes aux autres et d°augmenter la densité du corps poreux.
Pour faciliter l'usinage du corps poreux, celui-ci est infiltré avec du cuivre ou du plastique, puis usiné à la forme désirée. Par la suite, le cuivre ou Ie plastique sont retirés par dissolution dans un acide ou par chauffage.
Le corps poreux de la formo désirée est ensuite brasé sur une jupe en molybdène qui sert à maintenir, d'un côté, la pastille émissive et; de l'autre, un Filament potté dans de l'alumine qui F>ermet le ahau.ffage de la cathode: Une fois le filament en place les pores du corps poreux peuvent être remplis avec des aluminates de baryum et de calcium. Autrement dit, le ~~â3~~.°~~~
z corps est irrip.régné avec ces aluminates, qui constituent la matïère émissive de la cathode finie.
Pour cette opération le corf>s poreux est maintenu en contact étroit avec une composition d'aluminate portée, sous atmosphère réductrice, à une température supérieure à son point de fusion. Le contact est assuré, soit en immergeant le corps poreux dans l'aluminate, soit en plaçant l'aluminate sur le corps poreux. Au moment de la fusion, l'a.ltxminate diffuse par capillarité ou par écoulement à l'intérieur des pores ouverts et les remplit. La cathode est ensuite nettoyée mécanïquement et chimiquement, afin d'éliminer les résidus d'aluminates qui sont restés collés sur les surfaces.
Finalement, la cathode est activée, sous vide, à une température à laquelle la tungstène réduit l'aluminate de baryum et da calcium pour libérer l'oxyde de baryum. Du baryum métallique est produit dans les zones où l'aluminate est en contact avec le métal réfractaire (pores) . Le baryum métallique atteint l'extrémité des pores et diffuse sur toute la surface émissive où il forme avec l'oxygène une monocouche superficielle qui favorise l'émissivité électronique en abaissant le travail de sortie d'ëleetrons.
Par ailleurs, lo dépôt, sur la surface émissive de ces cathodes imprégnées, d'un film d'osmium, d'iridium, de ruthénium, ou d'un alliago de ces corps, ce film ayant une épaisseur de quelques milliers d'Angstr8ms, peut améliorer l'émissivité d'un facteur 3 environ.
La cathode à matrice mixte, recouverte d'un film de métal réfractaire est connue par le document FR 4 2 X169 792 au nom de la demanderesse.
Les performances obtenues des cathodes élaborées par les procédés connus de l'art antérieur sont satisfaisantes pour la plupart des applications professionnelles, car des fortes densités d~ courant peuvent être obtenues pendant une durée de vie qui ne limite pas la durée de vie de l'équipement dans
Les cathodes imprégnées connues de l'art antérieur sont i 0 constituées d'un corps poreux en métal réfractaire, comme le tungstène pur, ou encore d'un mélange de tungstène, soit avec un métal provenant de la mine du platine (matrice mixte), tel ' que connu par le document FR A 2 356 263, soit avec l'oxyde de scandium ou d'autre terres rares en faible concentration (3 n 5°~
en poids).
Ce corps poreux est obtenu en général en comprimant une poudre finement divisée du métal (ou du mélange de métaux) à
l'aide d'une presse isostatique ou d'une presse uniaxe.
Les corps oompacts ainsi obtenus sont ensuite chauffés sous hydrogène à température élevée, afin de fritter les particules les unes aux autres et d°augmenter la densité du corps poreux.
Pour faciliter l'usinage du corps poreux, celui-ci est infiltré avec du cuivre ou du plastique, puis usiné à la forme désirée. Par la suite, le cuivre ou Ie plastique sont retirés par dissolution dans un acide ou par chauffage.
Le corps poreux de la formo désirée est ensuite brasé sur une jupe en molybdène qui sert à maintenir, d'un côté, la pastille émissive et; de l'autre, un Filament potté dans de l'alumine qui F>ermet le ahau.ffage de la cathode: Une fois le filament en place les pores du corps poreux peuvent être remplis avec des aluminates de baryum et de calcium. Autrement dit, le ~~â3~~.°~~~
z corps est irrip.régné avec ces aluminates, qui constituent la matïère émissive de la cathode finie.
Pour cette opération le corf>s poreux est maintenu en contact étroit avec une composition d'aluminate portée, sous atmosphère réductrice, à une température supérieure à son point de fusion. Le contact est assuré, soit en immergeant le corps poreux dans l'aluminate, soit en plaçant l'aluminate sur le corps poreux. Au moment de la fusion, l'a.ltxminate diffuse par capillarité ou par écoulement à l'intérieur des pores ouverts et les remplit. La cathode est ensuite nettoyée mécanïquement et chimiquement, afin d'éliminer les résidus d'aluminates qui sont restés collés sur les surfaces.
Finalement, la cathode est activée, sous vide, à une température à laquelle la tungstène réduit l'aluminate de baryum et da calcium pour libérer l'oxyde de baryum. Du baryum métallique est produit dans les zones où l'aluminate est en contact avec le métal réfractaire (pores) . Le baryum métallique atteint l'extrémité des pores et diffuse sur toute la surface émissive où il forme avec l'oxygène une monocouche superficielle qui favorise l'émissivité électronique en abaissant le travail de sortie d'ëleetrons.
Par ailleurs, lo dépôt, sur la surface émissive de ces cathodes imprégnées, d'un film d'osmium, d'iridium, de ruthénium, ou d'un alliago de ces corps, ce film ayant une épaisseur de quelques milliers d'Angstr8ms, peut améliorer l'émissivité d'un facteur 3 environ.
La cathode à matrice mixte, recouverte d'un film de métal réfractaire est connue par le document FR 4 2 X169 792 au nom de la demanderesse.
Les performances obtenues des cathodes élaborées par les procédés connus de l'art antérieur sont satisfaisantes pour la plupart des applications professionnelles, car des fortes densités d~ courant peuvent être obtenues pendant une durée de vie qui ne limite pas la durée de vie de l'équipement dans
3 lequel la cathode, ou le tube êlectronique comportant la cathode, sera installé.
Toutefois, les procédés connus de l'art antérieur et résumés brièvement ci-dessus sont longs, compliqués, et coûteux car ils comprennent de nombreux étapes, de natures différentes et d'exécution critique pour la quanlité du produit fini. Ces inconvénients rendent leur coût prohibitif pour des applications grand public où le prix se doit de baisser avec l'augmentation du nombre de cathodes produites.
Le procédé selon la présente invention a justement pour but de remédier à ces inconvénients. A cette fin, l'invention préconise un procédé original qui procure les avantages des cathodes imprégnêes, mais avec une procédure sensiblement simplifiée par rapport à celles connues de l'art antérieur.
Selon la présente invention, il est prévu un procédé
de fabrication d'une cathode imprégnée, caractérisé en ce que l'on réalise une pastille émissive (1) par copressage et frittage d'un mélange d'au moins une poudre de métal réfractaire (w) avec une poudre (y) d'aluminates de baryum et de calcium, ou de carbonates de baryum et de calcium additionnés d'alumine, sous atmosphère d'hydrogène à une température suffisante pour atteindre la température de fusion des aluminates.
De préférence, ledit mélange d'au moins une poudre de métal réfractaire contient la poudre de tungstène mélangée avec la poudre d'un métal de la mine de platine.
Dans un mode de réalisation avantageux, le procédé se fait avec adjonction de la poudre de l'oxyde de scandium ou de terres rares en faible concentration de l'ordre de 5~.
De préférence, la pastille émissive (1) est recouverte, après copressage et frittage, d'un film de métal de la mine de platine.
On obtient alors une gangue de consistance égale au corps poreux, manipulable, qui est placée dans un support en molybdène ou tantale par pressage léger.
Toutefois, les procédés connus de l'art antérieur et résumés brièvement ci-dessus sont longs, compliqués, et coûteux car ils comprennent de nombreux étapes, de natures différentes et d'exécution critique pour la quanlité du produit fini. Ces inconvénients rendent leur coût prohibitif pour des applications grand public où le prix se doit de baisser avec l'augmentation du nombre de cathodes produites.
Le procédé selon la présente invention a justement pour but de remédier à ces inconvénients. A cette fin, l'invention préconise un procédé original qui procure les avantages des cathodes imprégnêes, mais avec une procédure sensiblement simplifiée par rapport à celles connues de l'art antérieur.
Selon la présente invention, il est prévu un procédé
de fabrication d'une cathode imprégnée, caractérisé en ce que l'on réalise une pastille émissive (1) par copressage et frittage d'un mélange d'au moins une poudre de métal réfractaire (w) avec une poudre (y) d'aluminates de baryum et de calcium, ou de carbonates de baryum et de calcium additionnés d'alumine, sous atmosphère d'hydrogène à une température suffisante pour atteindre la température de fusion des aluminates.
De préférence, ledit mélange d'au moins une poudre de métal réfractaire contient la poudre de tungstène mélangée avec la poudre d'un métal de la mine de platine.
Dans un mode de réalisation avantageux, le procédé se fait avec adjonction de la poudre de l'oxyde de scandium ou de terres rares en faible concentration de l'ordre de 5~.
De préférence, la pastille émissive (1) est recouverte, après copressage et frittage, d'un film de métal de la mine de platine.
On obtient alors une gangue de consistance égale au corps poreux, manipulable, qui est placée dans un support en molybdène ou tantale par pressage léger.
4 Le mélange peut comprendre donc de la poudre de tungstène ou de tungstène et d'autre matériaux comme ci-dessus, avec des carbonates de baryum et de calcium et d'alumine dans les proportions stoechiométriques désirés. Ce mélange est ensuite compressé et fritté à la même température que précédemment. De cette manière, l'aluminate se forme lors du frittage "in situ".
La surface émissive de la pastille obtenue selon le procédé de l'invention peut être recouverte d'un film d'osmium, l0 d'iridium ou de rhénium pour en augmenter les propriétés émissives.
Ensuite, le filament est apporté et potté de façon classique, et la cathode est activée de la même manière que précédemment.
Ainsi, le procédé selon l'invention permet d'obtenir tous les avantages connus de l'art antérieur des cathodes imprégnées, soient-elles de matrice simple (tungstène pur) ou mixte, recouvertes ou non, mais avec des procédures simplifiées, moins longues et moins coûteuses, avec un nombre 20 d'étapes réduit de façon significative par rapport à l'art antérieur, ce qui permet d'obtenir une qualité égale de produit fini avec moins de manipulation critique et donc avec moins de contrôles.
Le procédé selon l'invention est donc particu-lièrement adapté à une production industrielle à haute cadence et à moindre coûts des cathodes à forte densité de courant et avec une durée de vie relativement longue, ce qui permet d'envisager leur utilisation dans des équipements destinés à
une grande diffusion.
30 L'invention a également pour objet une cathode imprégnée telle que l'on obtient en mettant en oeuvre le procédé qui vient d'être défini.
De façon ancillaire, l'invention a également pour objet des variantes de cathodes imprégnées qui peuvent être réalisées à partir du procédé qui vient d'être défini; par exemple des cathodes réalisées selon le procédé de l'invention 4a et ensuite recouvertes d'un film de métal de la mine de platine ou autre afin d'en augmenter l'émissivité électronique ou d'abaisser la température de fonctionnement en gardant l'émissivité constante.
L'invention a aussi pour objet des variantes de cathodes imprégnées qui peuvent être réalisées à partir du nrinrinA mämA
La surface émissive de la pastille obtenue selon le procédé de l'invention peut être recouverte d'un film d'osmium, l0 d'iridium ou de rhénium pour en augmenter les propriétés émissives.
Ensuite, le filament est apporté et potté de façon classique, et la cathode est activée de la même manière que précédemment.
Ainsi, le procédé selon l'invention permet d'obtenir tous les avantages connus de l'art antérieur des cathodes imprégnées, soient-elles de matrice simple (tungstène pur) ou mixte, recouvertes ou non, mais avec des procédures simplifiées, moins longues et moins coûteuses, avec un nombre 20 d'étapes réduit de façon significative par rapport à l'art antérieur, ce qui permet d'obtenir une qualité égale de produit fini avec moins de manipulation critique et donc avec moins de contrôles.
Le procédé selon l'invention est donc particu-lièrement adapté à une production industrielle à haute cadence et à moindre coûts des cathodes à forte densité de courant et avec une durée de vie relativement longue, ce qui permet d'envisager leur utilisation dans des équipements destinés à
une grande diffusion.
30 L'invention a également pour objet une cathode imprégnée telle que l'on obtient en mettant en oeuvre le procédé qui vient d'être défini.
De façon ancillaire, l'invention a également pour objet des variantes de cathodes imprégnées qui peuvent être réalisées à partir du procédé qui vient d'être défini; par exemple des cathodes réalisées selon le procédé de l'invention 4a et ensuite recouvertes d'un film de métal de la mine de platine ou autre afin d'en augmenter l'émissivité électronique ou d'abaisser la température de fonctionnement en gardant l'émissivité constante.
L'invention a aussi pour objet des variantes de cathodes imprégnées qui peuvent être réalisées à partir du nrinrinA mämA
5 du procédé de l'invention, par exemple de cathodes réalisées selon le procédé de l'invention, mais avec en camplément au mélange de la poudre d'un métal réfractaire et les aluminates ou les carbonates de baryum et calcium, adjonction de l'oxyde de scandium ou de terres ramas. D'autres variantes du procédé
selon l'invention pourraient facilement être imaginé~s et mises en oeuvre par l'homme de l'art, afin de récolter :les avantages obtenus par l'invention avec des avantages particuliers connus par ailleurs, pour des applications spécifiques.
De toute façon, les caractêrist.iques et avantages de l'invention apparaîtront mieux après la description qui va suivre avec ses exemples donnés à titre illustratif et nullement limitatif, et ses dessins annexés sur lesquels - la figure 1 reprësente, de façon schématique, les étapes principales d'un procédé simplifié selon l'invention de fabrication d'une cathode imprégnée ;
- la figure 2 représente une application possible de ces cathodes en tant qu'émetteur pour tube à rayon cathodique.
Sur la figure 1, on voit un exemple d'une cathode jmprégnée fabriquêe selon le procédé de 1°invention, iïlustré
dans ces étapes principales dans cette figure 1.
La pastille émissive (1) est formée par pressage (c) et frittage (d), d'une manière classique, d'un mélange (b), d'une poudre (w) d'au moins un métal réfractaire avec une poudre (y) d'aluminate dg baryum et calcium ou des carbonates de baryum et calcium avec de l'talumine .
Au moins l'une des poudres de départ (w) est une poudre d'éléments connus tels que le tungstène, le molybdène, le tantale; le rhénium ou les alliages les contenant, ou une poudre d'un élêment capable d'améliorer l'émission électronique, tels que l'osmium, le ruthénium, l'iridium ou les alliages contenant au moins l'un de ces éléments ou, enfin, une poudre d'oxyde de scandium ou des particules d'oxydes contenant du scandium.
Sur Ia figaro 1 (e) I'on voit la pastille émissive ' encapsulée dans une coupelle, qui sera ensuite sertie (f) dans ~4..~,r:W.~t.'~'~) s une jupe (4) en molybdene ou le tantale. Il ne -reste plus que d'ajouter un filament (5) en tungç;tène-.rhénium recouvert d'un ~ilm isolant (non montré) et à le maintenir dans la jupe (4) par un corps "potting" d'alumine (6), tel que l'on voit sur la figure i (g).
A titre explicatif, on peut s'y prendre avec les paramètres suivants - les poudres à mélanger seront tamisées et de granulométrie de l'ordre de 5 à 10 microns. Elles sea~ont ensuite mélangées dans des proportions stoechiométriques désirées pour obtenir les qualités requises de la cathode. Ces proportions appropriées seront déterminées par expérimentation pour une application donnée, mais pourrait être, par exemple : W = 80 $, Sc203 = 2 $, Ba0 = 12 $, Ca0 = 3 $, A1203 = 3 '~o ; ou bien la poudre de tungstène pourrait être remplacé par un rriélange de poudres de tungstène et un autre métal, par exemple : W = 45 ô, Os = 35 $.
- Les poudres mélangées sont pressées ensemble (e) dans une presse isostatique ou uniaxiale sous pression de l'ordre de 10 tonnes au cm2, par exemple, pour former une pastille.
- La pastille est frittée (d) à haute température (de l'ordre de 2 000° C, par exemple) sous atmosphère d'hydrogène.
La température choisie sera suffisante pour atteindre la température de fusion des aluminates contenus dans la pastille.
- la pastille émissive ainsi obtenue est ensuite montée mécaniquement sur uns jupe (4) en Mo ou Ta, éventuellement à
l'aide d'une coupelle (3) dans laquelle la pastille sera insérée par un léger pressage.
La jupe (4) peut être rendue solidaire de l'ensemble par un sertissage (f) sur la coupelle (3).
Ensuite le filament (5) de chauffage, préalablement recouvert d'un film d'alumine (non montré), peut être monté
dans la jupe et tenu en place par un corps d'alumine (6) connu couramment par le mot anglais "potting" . Cette opération de "potting" peut s~ faire, par exemple, par frittage ~1 1800° C
sous hydrogène d'une poudre d'alum.ine déposée à l'aide d'une suspension autour du filament à l'intérieur de la jupe.
Eventuellement, la pastille émissive pourrait être recouverte d'un film mince métallique d'épaisseur comprise entre 10 et 30000 Angstrôms, par exemple, la matière métallique pouvant être sélectionnée dans le groupe comprenant d'osmium, le ruthénium, l'iridium, et les alliages contenant l'un de ces éléments. Ce ~iïm peut être déposé par des moyens classiques de sputtering, dépôt sous vide, ou tout autre moyen approprié.
Sur la figure 2, on voit schématiquement et en coupe un montage possible d'une cathode Fabriquée salon le procédé de l'invent.ion, pour une application comme émotteur d'électrons pour tube à rayon cathodique.
A l'ensemble de la cathode imprégnée de la figure 1 (g), pour cette application, il est nécessaire seulement d'ajoozter un support (7) pour tenir l'ensemble à l'endroit voulu dans l'équipement. La cathode fonctionnant généralement à haute tension dans un canon à électrons ce support (7) sera probablement électriquement isolant, en alumine ou céramique, par exemple .
Le procédé selon l'invention à l'avantage, par rapport à
l'art antérieur; d'être réalisable avec un nombre d'étapes sensiblement réduit, et avec des manipulations moins critiques pour la qualité du produit. Il en résulte la possibilité d'un meilleur rendement de production, simultanément avec une cadence aecél~rée et à moindre coût par pièce.
Ces avantages cumulés permettent d'envisager l'usage de ces cathodes, de performances comparables à celles auparavant destinées uniquement à des applications professionnelles à cause de leur prix élevé, pour des applications à diffusion plus large et éventuellement pour des applications grand publie .
selon l'invention pourraient facilement être imaginé~s et mises en oeuvre par l'homme de l'art, afin de récolter :les avantages obtenus par l'invention avec des avantages particuliers connus par ailleurs, pour des applications spécifiques.
De toute façon, les caractêrist.iques et avantages de l'invention apparaîtront mieux après la description qui va suivre avec ses exemples donnés à titre illustratif et nullement limitatif, et ses dessins annexés sur lesquels - la figure 1 reprësente, de façon schématique, les étapes principales d'un procédé simplifié selon l'invention de fabrication d'une cathode imprégnée ;
- la figure 2 représente une application possible de ces cathodes en tant qu'émetteur pour tube à rayon cathodique.
Sur la figure 1, on voit un exemple d'une cathode jmprégnée fabriquêe selon le procédé de 1°invention, iïlustré
dans ces étapes principales dans cette figure 1.
La pastille émissive (1) est formée par pressage (c) et frittage (d), d'une manière classique, d'un mélange (b), d'une poudre (w) d'au moins un métal réfractaire avec une poudre (y) d'aluminate dg baryum et calcium ou des carbonates de baryum et calcium avec de l'talumine .
Au moins l'une des poudres de départ (w) est une poudre d'éléments connus tels que le tungstène, le molybdène, le tantale; le rhénium ou les alliages les contenant, ou une poudre d'un élêment capable d'améliorer l'émission électronique, tels que l'osmium, le ruthénium, l'iridium ou les alliages contenant au moins l'un de ces éléments ou, enfin, une poudre d'oxyde de scandium ou des particules d'oxydes contenant du scandium.
Sur Ia figaro 1 (e) I'on voit la pastille émissive ' encapsulée dans une coupelle, qui sera ensuite sertie (f) dans ~4..~,r:W.~t.'~'~) s une jupe (4) en molybdene ou le tantale. Il ne -reste plus que d'ajouter un filament (5) en tungç;tène-.rhénium recouvert d'un ~ilm isolant (non montré) et à le maintenir dans la jupe (4) par un corps "potting" d'alumine (6), tel que l'on voit sur la figure i (g).
A titre explicatif, on peut s'y prendre avec les paramètres suivants - les poudres à mélanger seront tamisées et de granulométrie de l'ordre de 5 à 10 microns. Elles sea~ont ensuite mélangées dans des proportions stoechiométriques désirées pour obtenir les qualités requises de la cathode. Ces proportions appropriées seront déterminées par expérimentation pour une application donnée, mais pourrait être, par exemple : W = 80 $, Sc203 = 2 $, Ba0 = 12 $, Ca0 = 3 $, A1203 = 3 '~o ; ou bien la poudre de tungstène pourrait être remplacé par un rriélange de poudres de tungstène et un autre métal, par exemple : W = 45 ô, Os = 35 $.
- Les poudres mélangées sont pressées ensemble (e) dans une presse isostatique ou uniaxiale sous pression de l'ordre de 10 tonnes au cm2, par exemple, pour former une pastille.
- La pastille est frittée (d) à haute température (de l'ordre de 2 000° C, par exemple) sous atmosphère d'hydrogène.
La température choisie sera suffisante pour atteindre la température de fusion des aluminates contenus dans la pastille.
- la pastille émissive ainsi obtenue est ensuite montée mécaniquement sur uns jupe (4) en Mo ou Ta, éventuellement à
l'aide d'une coupelle (3) dans laquelle la pastille sera insérée par un léger pressage.
La jupe (4) peut être rendue solidaire de l'ensemble par un sertissage (f) sur la coupelle (3).
Ensuite le filament (5) de chauffage, préalablement recouvert d'un film d'alumine (non montré), peut être monté
dans la jupe et tenu en place par un corps d'alumine (6) connu couramment par le mot anglais "potting" . Cette opération de "potting" peut s~ faire, par exemple, par frittage ~1 1800° C
sous hydrogène d'une poudre d'alum.ine déposée à l'aide d'une suspension autour du filament à l'intérieur de la jupe.
Eventuellement, la pastille émissive pourrait être recouverte d'un film mince métallique d'épaisseur comprise entre 10 et 30000 Angstrôms, par exemple, la matière métallique pouvant être sélectionnée dans le groupe comprenant d'osmium, le ruthénium, l'iridium, et les alliages contenant l'un de ces éléments. Ce ~iïm peut être déposé par des moyens classiques de sputtering, dépôt sous vide, ou tout autre moyen approprié.
Sur la figure 2, on voit schématiquement et en coupe un montage possible d'une cathode Fabriquée salon le procédé de l'invent.ion, pour une application comme émotteur d'électrons pour tube à rayon cathodique.
A l'ensemble de la cathode imprégnée de la figure 1 (g), pour cette application, il est nécessaire seulement d'ajoozter un support (7) pour tenir l'ensemble à l'endroit voulu dans l'équipement. La cathode fonctionnant généralement à haute tension dans un canon à électrons ce support (7) sera probablement électriquement isolant, en alumine ou céramique, par exemple .
Le procédé selon l'invention à l'avantage, par rapport à
l'art antérieur; d'être réalisable avec un nombre d'étapes sensiblement réduit, et avec des manipulations moins critiques pour la qualité du produit. Il en résulte la possibilité d'un meilleur rendement de production, simultanément avec une cadence aecél~rée et à moindre coût par pièce.
Ces avantages cumulés permettent d'envisager l'usage de ces cathodes, de performances comparables à celles auparavant destinées uniquement à des applications professionnelles à cause de leur prix élevé, pour des applications à diffusion plus large et éventuellement pour des applications grand publie .
Claims (5)
1. Procédé de fabrication d'une cathode imprégnée, caractérisé en ce que l'on réalise une pastille émissive (1) par copressage et frittage d'un mélange d'au moins une poudre de métal réfractaire (w) avec une poudre (y) d'aluminates de baryum et de calcium, ou de carbonates de baryum et de calcium additionnés d'alumine, sous atmosphère d'hydrogène à une température suffisante pour atteindre la température de fusion des aluminates.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit mélange d'au moins une poudre de métal réfractaire contient la poudre de tungstène mélangée avec la poudre d'un métal de la mine de platine.
3. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 2, avec adjonction de la poudre de l'oxyde de scandium ou de terres rares en faible concentration de l'ordre de 5%.
4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la pastille émissive (1) est recouverte, après copressage et frittage, d'un film de métal de la mine de platine.
5. Cathode imprégnée fabriquée selon l'une quelconque des revendications 1 à 4.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9001518A FR2658360B1 (fr) | 1990-02-09 | 1990-02-09 | Procede de fabrication d'une cathode impregnee et cathode obtenue par ce procede. |
| FR9001518 | 1990-02-09 |
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