EP0009444A1 - Procédé de fabrication de grilles planes en graphite pyrolytique pour tube électronique - Google Patents

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EP0009444A1
EP0009444A1 EP79400642A EP79400642A EP0009444A1 EP 0009444 A1 EP0009444 A1 EP 0009444A1 EP 79400642 A EP79400642 A EP 79400642A EP 79400642 A EP79400642 A EP 79400642A EP 0009444 A1 EP0009444 A1 EP 0009444A1
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EP
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grid
blank
pyrolytic graphite
flat
cathode
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Pierre Gerlach
Roger Hoet
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Thales SA
Thomson CSF Scpi
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Thomson CSF Scpi
Thomson CSF SA
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J9/00—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture, installation, removal, maintenance of electric discharge tubes, discharge lamps, or parts thereof; Recovery of material from discharge tubes or lamps
    • H01J9/02—Manufacture of electrodes or electrode systems
    • H01J9/14—Manufacture of electrodes or electrode systems of non-emitting electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J19/00—Details of vacuum tubes of the types covered by group H01J21/00
    • H01J19/28—Non-electron-emitting electrodes; Screens
    • H01J19/38—Control electrodes, e.g. grid

Definitions

  • the present invention relates to electronic tubes with flat electrodes comprising at least one grid in pyrolytic graphite.
  • These grids generally consist of one or more layers of fine threads limited to a thick border, mutually parallel or intertwined to form meshes.
  • the subject of the invention is a method of manufacturing a flat grid made of pyrolytic graphite.
  • FIG. 1 a cylindrical blank in pyrolytic graphite of large diameter (200 mm for example). In it are cut, preferably by sand blasting to avoid the generation of parasitic stresses, elements 2 (for example circular 20 mm in diameter) each of which is intended to be transformed into a flat grid.
  • elements 2 for example circular 20 mm in diameter
  • the elements 2 obtained are obviously curved, but in a single plane, perpendicular to the axis of the blank, whereas when starting from a plane blank at high temperature, obtained by direct plane epitaxy, the cooled elements are generally curved in several different planes.
  • the elements 2, originally curved along a single plane, are transformed into planar elements as indicated in FIG. 2 by the simultaneous action of a pressure exerted by a grinding wheel 3 on the element and of a depression: the element 2 is maintained on the porous upper part or pierced with holes 40 of small diameter, of a chamber 4 in depression (represented here schematic sectional view by a vertical plane) in which for example the vacuum is maintained, by a pump represented symbolically by the arrow 5
  • the device for flattening the element 2 is only shown very schematically, not being in itself an object of the invention, and its production being in the field of current technique, any known device having the same effect can also be substituted for that shown.
  • the flattened element 2 obtained at the end of the phase illustrated in FIG. 2 is possibly rectified, then the element is machined by sand blasting so as to have the appearance of a grid formed of wires; the grid thus obtained is clamped in a metal constraint frame 6, shown in section in FIG. 3, a frame which, at the same time as it tends the grid, serves as a support for its mounting in the tube, of which only a part of the cathode 7 is shown here. In operation, this frame is generally at a temperature much lower than that of the grid wires.
  • Figure 4 is shown the grid both in bottom view in a) (in the arrangement of Figure 3 where the grid is above the cathode) and, in b) in section through the vertical plane of trace VV; this figure highlights the mounting of the grid, so that any deformation thereof in the direction of the initial curvature of the blank from which it was cut (the grid in section is shown fictitiously here with, for understanding, its initial curvature although, at this stage of the preparation, it is flat) tends to move it away from the cathode (upwards in the arrangement of FIG. 2).

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  • Manufacturing & Machinery (AREA)
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Abstract

L'invention concerne des grilles de tubes électroniques. La grille plane en graphite pyrolytique est obtenue par découpage d'un élément 2 dans une ébauche cylindrique 1, suivi d'une déformation par pression et dépression. La grille est ensuite usinée et tendue dans un cadre 6 de contrainte qui sert également à son montage dans le tube. Application aux tubes électroniques à cathode plane, tubes de grande puissance en particulier, pour la réalisation des grilles de commande de l'ensemble cathodique, notamment.

Description

  • La présente invention concerne les tubes électroniques à électrodes planes comportant au moins une grille en graphite pyrolytique.
  • Ces grilles consistent généralement en une ou plusieurs nappes de fils fins limités à une bordure épaisse, parallèles entre eux ou entrecroisés pour former des mailles.
  • Plus précisément l'invention a pour objet un procédé de fabrication d'une grille plane en graphite pyrolytique.
  • Les avantages présentés par l'utilisation de grilles en graphite pyrolytique (dit encore graphite orienté) sont aujourd'hui bien connus ; ils ont été décrits notamment dans plusieurs brevets déposés par la demanderesse : les brevets français 1 344 220 et 1 523 248 notamment.
  • La demanderesse a également décrit dans divers brevets et demandes de brevet des procédés de fabrication de grilles en graphite pyrolytique de forme cylindrique par épitaxie directe sur un mandrin chaud, résolvant les problèmes particuliers à l'utilisation de graphite pyrolityque.
  • Cependant jusqu'à présent les tentatives d'utilisation d'électrodes planes en graphite pyrolytique préparées par épitaxie directe, comme les grilles dont il vient d'être question, ont toujours été des échecs, du fait des contraintes qui prennent naissance au cours du refroidissement du dépôt de graphite, contraintes qui résultent de l'anisotropie thermique du graphite pyrolytique, et qui persistent après refroidissement dans la plaque ainsi obtenue utilisée comme électrode. Ainsi une plaque de graphite initialement plane à 2000° C devient courbe à 20° C.
  • La solution qui consiste à usiner dans la plaque devenue courbe un élément plan doit être écartée car en cours de fonctionnement, malgré la précontrainte appliquée aux fils constituant la grille, l'élément, placé à la température ambiante, se déforme à nouveau, risquant de provoquer, lorsqu'il est monté dans un tube, un court-circuit grille-cathode, l'espace grille-cathode des tubes à électrodes planes étant à peine de quelques centièmes de millimètres.
  • Ce problème est résolu en utilisant le procédé d'obtention d'une grille plane suivant l'invention, qui consiste essentiellement à préparer la grille à partir d'une ébauche cylindrique en graphite pyrolytique (préparé elle-même par exemple suivant les enseignements du brevet 1 523 248) en effectuant les opérations suivantes :
    • - usinage de précision de l'ébauche cylindrique pour l'amener à l'épaisseur choisie pour la grille plane définitive ;
    • - découpage de flans, par jet de sable (ou tout autre procédé n'entraînant pas de contraintes d'usinage de flans), dans l'ébauche cylindrique ;
    • - déformation des flans obtenus par pression ou dépression;
    • - éventuellement, rectification finale par meulage des éléments plans obtenus précédemment ;
    • - exécution du réseau de fils par jet de sable (ou tout autre procédé n'entraînant pas de contraintes d'usinage) ; et
    • - montage de la grille dans un cadre de contrainte métallique, en tenant compte du sens de courbure initiale de la grille, de manière que sa concavité soit tournée vers la cathode du tube.
  • L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui suit et des figures qui s'y rapportent parmi lesquelles :
    • - les figures 1, 2 et 3 illustrent diverses phases du procédé suivant l'invention ; et
    • - la figure 4 est une vue en coupe de la grille obtenue suivant l'invention mise en place dans un tube.
  • On voit, en 1, figure 1, une ébauche cylindrique en graphite pyrolytique de grand diamètre (200 mm par exemple). Dans celle-ci sont découpés, de préférence par jet de sable pour éviter la génération de contraintes parasites, des éléments 2 (par exemple circulaires de 20 mm de diamètre) dont chacun est destiné à être transformé en une grille plane. Les éléments 2 obtenus sont évidemment incurvés, mais dans un seul plan, perpendiculairement à l'axe de l'ébauche, alors que lorsque l'on part d'une ébauche plane à haute température, obtenue par épitaxie plane directe, les éléments refroidis sont généralement incurvés suivant plusieurs plans différents.
  • Les éléments 2, primitivement incurvés suivant un seul plan, sont transformés en éléments plans comme indiqué en figure 2 par action simultanée d'une pression exercée par une meule 3 sur l'élément et d'une dépression : l'élément 2 est maintenu sur la partie supérieure poreuse ou percée de trous 40 de faible diamètre, d'une chambre 4 en dépression (représentée ici vue en coupe schématique par un plan vertical) dans laquelle par exemple on entretient le vide, par une pompe représentée symboliquement par la flèche 5. Le dispositif permettant d'aplatir l'élément 2 n'est représenté que très schématiquement, n'étant pas en lui-même un objet de l'invention, et sa réalisation étant du domaine de la technique courante, tout dispositif connu ayant le même effet pouvant d'ailleurs être substitué à celui représenté.
  • L'élément 2 aplati obtenu en fin de la phase illustrée figure 2 est éventuellement rectifié, puis l'élément est usiné par jet de sable de manière à présenter l'aspect d'une grille formée de fils ; la grille ainsi obtenue est serrée dans un cadre métallique de contrainte 6, représenté en coupe figure 3, cadre qui, en même temps qu'il tend la grille sert de support pour son montage dans le tube, dont seule une partie de la cathode 7 est représentée ici. En fonctionnement, ce cadre se trouve en général à une température très inférieure à celle des fils de la grille.
  • A la figure 4 est représentée la grille à la fois en vue de dessous en a) (dans la disposition de la figure 3 où la grille est au-dessus de la cathode) et, en b) en coupe par le plan vertical de trace VV ; cette figure met en évidence le montage de la grille, de telle manière que toute déformation de celle-ci dans le sens de la courbure initiale de l'ébauche dans laquelle elle a été découpée (la grille en coupe est représentée fictivement ici avec, pour la compréhension, sa courbure initiale bien, qu'à ce stade de la préparation, elle soit plane) ait tendance à l'éloigner de la cathode (vers le haut dans la disposition de la figure 2).
  • Les indications numériques données plus haut n'ont que la valeur d'exemples non limitatifs, mais il apparaît qu'il est souhaitable d'avoir un rapport 01/02 (diamètre de l'ébauche φ1/diamètre φ2 ou grande dimension transversale de l'élément plan découpé dans celle-ci) aussi grand que possible, les variations relatives pouvant affecter l'espace grille-cathode par suite de la déformation de la grille étant en raison inverse de ce rapport.
  • Ces grilles trouvent une application dans tous les tubes électroniques à cathode plane, et les tubes de grande puissance en particulier, pour la réalisation des électrodes de commande de l'ensemble cathodique, notamment.

Claims (2)

1. Procédé de fabrication d'une grille plane de tube électronique en graphite pyrolytique, caractérisé par les opérations successives suivantes :
- préparation d'une ébauche cylindrique en graphite pyrolytique par épitaxie sur un mandrin chaud ;
- usinage deprécision de l'ébouche cylindrique pour l'amener à l'épaisseur de la grille plane définitive ;
- découpage d'un flan aux dimensions de la grille dans l'ébauche en question ;
- aplatissement de l'élément découpé par l'exercice d'une pression sur l'une des faces de celui-ci ;
- éventuellement rectification finale par meulage de l'élément plan obtenu à la suite de l'opération précédente ;
- usinage du flan de façon à y faire apparaître, à l'intérieur d'une bordure épaisse, un réseau de fils fins délimitant des ouvertures entre eux, par tout moyen connu, sablage notamment ;
- montage de la grille en extension dans un cadre de contrainte.
2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'au cours de l'opération d'aplatissement l'autre face du flan est en communication avec une chambre de dépression.
EP79400642A 1978-09-19 1979-09-13 Procédé de fabrication de grilles planes en graphite pyrolytique pour tube électronique Expired EP0009444B1 (fr)

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