FR2482366A1

FR2482366A1 - Enveloppe sous vide pour un tube multiplicateur d'images de rayonnement, et son procede de fabrication

Info

Publication number: FR2482366A1
Application number: FR8108997A
Authority: FR
Inventors: Fumio Sugimori; Chikae Nishino; Norio Harao
Original assignee: Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1980-05-06
Filing date: 1981-05-06
Publication date: 1981-11-13
Also published as: US4423351A; US4516715A; FR2482366B1; GB2075890A; GB2075890B

Abstract

L'INVENTION CONCERNE UNE ENVELOPPE SOUS VIDE POUR UN TUBE MULTIPLICATEUR D'IMAGES DE RAYONNEMENT, ET SON PROCEDE DE FABRICATION. UNE FENETRE D'ENTREE 24 EN ALUMINIUM OU EN ALLIAGE D'ALUMINIUM EST ASSEMBLEE AVEC UNE PARTIE ISOLANTE DU TUBE, EN VERRE OU EN CERAMIQUE, AVEC INTERPOSITION D'UN ANNEAU INTERMEDIAIRE 42 EN FER OU EN ALLIAGE DE FER. LA SOUDURE ENTRE LA FENETRE D'ALUMINIUM ET L'ANNEAU DE FER OU D'ALLIAGE DE FER EST EFFECTUEE PAR COMPRESSION A CHAUD AVEC INTERPOSITION D'UNE MINCE COUCHE DE NICKEL, DE CUIVRE OU D'ALUMINIUM. L'INVENTION S'APPLIQUE NOTAMMENT A DES TUBES MULTIPLICATEURS A FLUORESCENCE PAR RAYONS X.

Description

La présente invention concerne un tube multiplica-

teur d'images de rayonnement, par exemple un tube multiplica-

teur à fluorescence aux rayons X, dgstiné à multiplier et à reproduire des images d'un spécimen contrôlé en utilisant des rayons X, des rayons Gamma ou autres rayonnements équivalents, et plus particulièrement la structure de son enveloppe sous

vide; l'invention concerne également un procédé de fabrica-

tion de ce tube.

Des tentatives ont été faites pour former, dans-

les tubes multiplicateurs à fluorescence aux rayons X par exemple, la fenêtre d'entrée des rayons X constituant une partie de l'enveloppe sous vide en aluminium ou en alliage d'aluminium (appelés ci-après "matière à l'aluminium") dont la résistance mécanique est comparativement élevée, dont la

perméabilité aux rayons X est supérieure et dont la diffu-

sion des rayons X est faible, pour remplacer le verre qui pose des problèmes de diffusion de: rayons X, diminue la qualité de l'image, etc. La partie de sortie de l'enveloppe

sous vide peut être faite de verre ou d'une céramique iso-

lante afin d'éviter qu'une électrode d'accélération ne se décharge vers l'extérieur et pour guider vers l'extérieur les signaux multipliés d'image, comme des rayons visibles

ou des signaux électriques convertis à l'intérieur du-tube.

Comme cela est bien connu, il n'est pas facile d'effectuer

un joint direct étanche à l'air entre le verre et une ma-

tière à l'aluminium ou entre une céramique et'une matière à l'aluminium et aucune technique n'aencore été mise au point

pour réaliser un joint stâble étanche à l'air entre ces ma-

tières constituant les tubes multiplicateurs d'images de rayonnement dont le diamètre est relativement grand. Il est donc souhaitable en pratique d'effectuer un joint étanche

avec la matière à l'aluminium au moyen d'un cylindre inter-

médiaire en fer ou en alliage de fer, par exemple en.alliage Fe-Ni-Co connu sous le nom de "Kovar" qui peut former un joint étanche et stable avec le verre et la céramique. La question est posée de savoir comment former un joint étanche à l'air entre la matière à l'aluminium et le fer ou l'alliage de fer (appelés ci--après "matière au fer") dans ce cas. Le Brevet des Etats Unis d'Amérique N0 4 153 854 décrit une technique permettant d'effectuer un joint étnache à l'air entre la matière à l'aluminium et la matière au fer dans

l'enveloppe sous vide, en intercalant une mince couche d'ar-

gent ou de nickel et d'argent entre ces matières, par des

opérations de placage ou de dépôt métallique, puis en for-

mant une jonction diffusée par application de chaleur et de

pression. La demande de Brevet Japonais n0 138 861/1977 dé-

crit une technique consistant à effectuer un placage d'étain et de cuivre ou d'or entre la matière à l'aluminium et-la

matière au fer et à former une jonction entectique. Le Bre-

- i5 vet Japonais NO 25 810/1974 décrit une technique qui consiste à former des couches plaquées de nickel sur les surfaces des deux matières ou à effectuer une soudure à l'arc à travers une mince couche de nickel interposée. Bien que que connue, de formation d'une jonction diffusée ou d'une jonction entectiqueapporte des solutions efficaces, elle ne convient pas pour la production industrielle en grande série

en raison du prix élevé des matières premières, et elle né-

- cessite. des améliorations en ce qui concerne la solidité

mécanique du joint. Les modes opératoires basés sur le sou-

dage et la jonction diffusée posentdesproblèmes en ce qu'ils ne permettent-pas d'obtenir une solidité suffisante du joint

lorsque la diffusion entre les métaux différents est insuf-

fisante et un composé intermétallique cassant risque de se former lorsque le degré de diffusion est excessif, de sorte

que ces procédés ne sont pas largement répondus.

L'invention s'applique donc aux conditions men-

tionnées ci-dessus et son objet est de proposer une envelop-

pe sous vide de tubes multiplicateurs d'images de rayonne-

ment comprenant un joint étanche à l'air extrêmement stable, d'une solidité suffisante et qui est formé par application de chaleur et de pression à une ou plusieurs couches plaquées

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ou déposées de nickel, de cuivre ou d'aluminium intercalées entre les matières à l'aluminium et au fer, et qui convient relativement bien pour la fabrication en série; l'invention concerne aussi un procédé de fabrication de l'enveloppe sous vide d'une manière plus facile et plus stable. L'invention concerne donc une enveloppe sous vide

pour un tube multiplicateur d'images de rayonnement compre-

nant un corps cylindrique, une fenêtre d'entrée de rayonne-

ment en aluminium ou en un alliage d'aluminium, prévueà une

extrémité du corps et une pièce isolante en verre ou en céra-

mique prévue à l'autre extrémité du corps et dont une partie est utilisée comme une partiede sortie pour l'émission des signaux multipliés d'image de rayonnement; l'enveloppe se caractérise parle fait qu'un premier anneau en fer.ou en alliage de fer constituant une partie du corps cylindrique est fixé de façon étanche à l'air entre la fenêtre d'entrée

de rayonnement et la pièce isolante avec ou sans interposi-

tion d'un second anneau en aluminium ou en alliage d'alumi-

nium, et qu'une jonction étanche à l'air entrele premieran-

neau et la fenêtre d'entrée ou le-second anneau est formée par soudage sous.compression à chaud avec interposition d'une ou plusieurs minces couchesde métal choisies dans le groupe

contenant le.nickel, lecuivre et l'aluminium.

L'invention concerne également un procédé

de fabrication d'une enveloppe sous vide pour un tube mul-

tiplicateur d'image de rayonnement, dans laquelle une.pièce

d'aluminium ou d'un alliage d'aluminium constituant une fe-

nëtre'd'entrée de rayonnement est fixéede façon étanche sur ou- une pièce isolante de verre/de céramique constituant une partie de sortie pour l'émission des signaux multipliés d'image de rayonnement, au moyen d'un premier anneau en fer ou en un alliage de fer; le procédé se caractérise par le

fait qu' ausoudage du premier anneau avec la pièce d'alumi-

nium ou d'alliage d'aluminium, une ou plusieurs minces cou-

ches d'un métal choisi dans le groupe comprenant le nickel,

le cuivre et l'aluminium sont préalablement formées-par pla-

4.

cage ou dépôt de métal sur une partie à assembler de la piè-

ce d'aluminium ou d'alliage d'aluminium et/ou -sur une partie à assembler du premier anneau, ces couches étant superposées dans des plans perpendiculaires à l'axe du tube et étant assemblésde façon étanche à l'air par soudage par compres-

sion à chaud, tout en appliquant une pression dans la direc-

tion de l'axe du tube au moyen d'un appareil de compression.

D'autres caractéristiques et avantages de l'inven-

tion seront mieux compris à la lecture de la description qui

va suivre de plusieurs exemples de réalisation et en se ré-

férant aux dessins annexés sur lesquels

La Figure 1 est une coupe partielle d'une envelop-

pe sous vide-de tube multiplicateur d'images de rayonne-

ment, selon un mode dé réalisation de l'invention, la Figure 2 est une coupe.à grande échelle d'une partie-essentielle du mode de réalisation de la Figure 1,

-la Figure 3 est une coupe illustrant un mode opé-

- -ratoire de formation d'un joint, la Figure 4 est une coupe à grande échelle montrant le joint,; la Figure 5 montre le résultat d'une analyseaux rayons X de la jonction-de fer, de nickel et d'aluminium au niveau du joint, la Figure 6 est une coupe d'une partie essentielle

permettant d'expliquer un procédé de fabrication selon l'in-

vention, les Figures 7 et 8 sont des coupes illustrant des joints selon d'autres modes de réalisation de l'invention, la Figure 9 est une coupe illustrant la partie essentielle d'un autre mode de réalisation de l'invention, les Figures 10 et Il sont des coupes illustrant les parties essentielles d'autres modes de réalisation de l'invention, la Figure 12 est une coupe d'une enveloppe sous vide pour un tube multiplicateur d'iweage de rayonnement selon un autre mode encore de réalisation de l'invention, et

la Figure 13 est une coupe d'un mode de réalisa-

tion de l'appareil de la Figure 12.

Dans les exemples de tubes intensificateurs d'image de rayons X qui seront décrits en regard des dessins les éléments identiques sont désignés par des mêmes référen-

ces numériques.

L'exemple illustré par les figures 1 à 4 est réalisé de la manière suivante. Comme le montre la Figure 1, un tube 21 multiplicateur à fluorescence aux rayons X est monté dans une table 23 de montage d'objectif de prise de vue assemblée avec un cylindre 22 de blindage magnétique et une plaque de plomb 23a. Une enveloppe sous vide comporte une fenêtre 24 d'entrée de rayons X, un corps 25 constitué

par un cylindre de verre avec un fond comme partie princi-.

pale, et une partie de sortie 26. A l'intérieur de l'enve-

loppe sont disposées une plaque de base d'entrée 28 portant une couche à fluorescence excitée par;les rayons Xiet une surface 27 decathode photoélectrique, une grille 29, une anode 30 et une plaque 31 fluorescente de sortie dans des

relations de position prédéterminées, et dans l'ordre indi-

qué à partir du haut de la Figure 1. La fenêtre d'entrée 24 de l'enveloppe sous vide a une épaisseur de 0,5 à 2,0 mm et elle est faite d'aluminium ou d'un alliage d'aluminium

(qui seront appelés ci-après "matières à l'aluminium") con-

tenant au moins l'un des éléments comprenant le silicium, le cuivre, le manganèse et le magnésium dans -une quantité d'environ 0,_g% ou davantage pour augmenter la rigidité. La fenêtre d'entrée 24 peut présenter une structure convexe, incurvée sphériquement vers l'extérieur. En variante, elle

peut être plane dans le cas d'un tube petit et compact.

La fenêtre d'entrée 24 comporte une partie périphérique 41

dans un plan perpendiculaire à l'axe du tube -et cette par-

tie périphérique 41 est assemblée de façon étanche à l'air

avec un anneau métallique intermédiaire 42 dont la demi-

section est deux fois coVdée par des opérations qui seront décrites par la suite. Un anneau d'étanchéité 43 consistant en un cylindre de Kovar est soudé de façon étanche à l'air sur une partie d'extrémité ouverte 25b d'un cylindre isolant

a en verre faisant partie du corps 25,-et la partie d'ex-

trémité ouverte comporte un rebord 43b et une partie cylin- drique 43a s'ajustant avec une partie cylindrique 42a et la surface extérieure d'un rebord 42b. A l'assemblage du tube,

l'anneau métallique intermédiaire 42 assemblé de façon étan-

che à l'air et solidaire de la périphérie extérieure de la

fenêtre d'entrée 24 est mis en contact avec l'anneau d'étan-

chéité 43 en Kovar qui est assemblé solidairement avec le

corps 25 après le dépôt de chacune des électrodes. Les par-

ties d'extrémité des rebords 42b et 43b sont soudées de fa-

çon étanche à-l'air sur leurs périphéries, avec chauffage

local par soudage à l'arc sous gaz inerte, ou autre. La par-

tie étanche est indiquée par la référence numérique 44 et la partiesoudée est également utilisée pour fixer le tube 21 sur la matière 22 del'écran magnétique extérieur. Pour l'anneau métallique intermédiaire 42, une matière facile à souder sur l'anneau.d'étanchéité 43 en Kovar, par exemple du fer ou un alliage de fer (appelé ci-après "matière au fer"), par exemple l'acier inoxydable Fe-Ni-Cr, des matières ferromagnétiques telles que le Permalloy et similaires, c'est-à-dire des alliages de Fe-NiCu, ou un alliage de Fe-Ni-Co ou Kovar, est utilisée, et une épaisseur de 0,5

à 2,0 mm convient.

La réalisation de la jonction étanche à l'air entre la fenêtre d'entrée 24 en matière à l'aluminium et l'anneau

métallique intermédiaire 42 en matière au fer sera-décrite -

en regard d'un procédé préféré de fabrication. L'anneau mé-

tallique intermédiaire 42 est recouvert d'une couche 45 plaquée en nickel (voir Figure 2). La couche plaquée de nickel peut avoir une épaisseur de 100 microns ou moins, de préférence de 10 à 50 microns. Comme le montrent les Figures 3 et 4, les pièces suffisamment dégraissées et lavées sont disposées entre deux dispositifs de compression supérieur et inférieur, 48 et 49 respectivement, contenant des éléments chauffants 46,et 47. Les pièces comprennent une partie plane 42c de l'anneau métallique intermédiaire 42 avec sa couche plaquée de nickel, la partie périphérique 41 de la fenêtre d'entrée et une rondelle 50 en un métal, par exemple un alliage de fer ou un alliage de nickel dont la température

ramollissement est supérieure à celle de la matière à l'alu-

minium de la fenêtre d'entrée, et dont l'épaisseur est de-

0,2 à 1,0 mm. Ces éléments sont superposés dans l'ordre indi-

qué à partir du bas sur la Figure. Les pièces sont mises en contact entre elles dans des plans perpendiculaires à l'axe du tube. Les parties annulaires 48a et 49a des dispositifs de compression 48 et 49 sont telles que leur largeur est égale à celle de la jonction étanche à l'air; ou légèrement supérieure à- la largeur de la face inférieure 48a. Dans le

présent mode de réalisation, la largeur de la partie annu-

laire 49a du dispositif supérieur de compression est supé-

rieure à celle de la rondelle 50. La température est élevée

par application de chaleur.à chacun des dispositifs de com-

pression, au moyen de sources d'alimentation 51 et 520 Les dispositifs de compression sont faits d'une matière d'une grande dureté et d'une grande résistance àAla chaleur par exemple en un alliage de fero Les températures des parties annulaires 48a et 49a sont augmentées de manière à maintenir

une température de l'ordre de 4700C dans les métaux assem-

blés. Ce résultat est obtenu en élévant la température de la

face intérieure 48a en contact avec l'anneau métallique in-

termédiaire 42 à environ 580 C par exemple, et à environ-

500 C la face supérieure 49a en contact avec la matière a l'aluminium de la fenêtre d'entrée par l'intermédiaire de la rondelle 50. La différence de température permet d'éviter la

surchauffe de la fenêtre d'entrée et sa déformation ultéri-

eure. En même temps, une pression est appliquée aux disposi-

tifs de compression par le haut et par le basy comme le montrent les flèches F, et cette pression est maintenue pendant plusieurs minutes ou davantage. La pression F est commandée en fonction de la température de la jonction, mais il est souhaitable d'appliquer des pressions de l'ordre de

9,8.10? pascals.

Le mode opératoire décrit ci-dessus permet d'assem-

bler par chauffage et compression l'anneau métallique inter-

médiaire 42 en matière au fer sur la fenêtre d'entrée de ma-

tière à l'aluminium avec interposition de la mince couche

de nickel, formant ainsi une jonction étanche à l'air.

La Figure 4 est une coupe de cette jonction. Il faut noter que dans la région o les parties annulaires 48a et 49a des

dispositifs de compression inférieur et supérieur respec-

tivement appliquent une pression, comme cela apparait en

traits mixtes, la matière à l'aluminkum de la fenêtre d'en-

trée 24 est comprimée en une mince couche fortement assem-

bléepar soudage par compression sur l'anneau métallique in-

termédiaire 42. La rondelle 50 est également fixée, surla ma-

- tière à l'aluminium de la fenêtre d'entrée bien que sans étanchéité. Dans ce cas, la rondelle 50 n'est.pas du tout

soudée sur le dispositif de compression supérieur 49a.

Ainsi, la rondelle 50 facilite le soudage par compression à chaud de la matière à l'aluminium de la fenêtre d'entrée avec l'anneau métallique intermédiaire d'une façon étanche à l'air et évite le soudage de la matière à l'aluminium sur l'appareil de compression tout'en contrôlant la déformation

car elle renforce la partie périphérique de la fenêtre.

Par conséquent, la rondelle peut être montée telle qu'elle est sur un tube produit ou peut être fixée sur la fenêtre d'entrée et l'anneau métallique intermédiaire si elle peut être enlevée sans dommage pour la jonction étanche entre elfes. Dans ce dernier cas, la rondelle est enlevée après

l'assemblage. Etant donné que la rondelle remplit la fonc-

tion mentionnée ci-dessus, elle est faite de préférence d'une matière d'une dureté similaire à celle de la matière de l'anneau-métallique intermédiaire 42 ou du dispositif de compression. La Figure 5 montre les résultats d'une analyse

faite au moyen d'un mlcro-analyseur aux rayons X du profil.

des éléments métalliques de la section soudée de la manière décrite cidessus par compression à chaud. Sur cette figure, les abscisses sur la courbe caractéristique indiquent la po-

sition suivant la ligne Xi^ X2 de la partie soudée par com-

pression, et les ordonnées indiquent la valeur de mesure.

Il apparait que le fer, le nickel et l'aluminium ne diffusent pas profondément dans l'autre métal car les limites entre eux sont relativement nettes. Par conséquent, ce résultat indique qu'il n'y a aucun risque de formation de composés intermétalliques cassants dans une couche épaisse, et une situation stable physiquement et mécaniquement est obtenue

par soudage par compression à chaud.

Selon le mode de réalisation décrit ci-dessus, la mince couche 45 de nickel peut être formée sur toute la surface de l'anneau métallique intermédiaire 42 de sorte qu'il est facile de contrôler suffisamment son épaisseur et

son adhérence. Le soudage étanche àl'air de la partie hermé-

tique, dans la position indiquée par la référence 44, peut

se faire d'une manière sûre et facile sans aucun autre trai-

tement, de sorte qu'il convient extrêmement bien aux appli-

cations industrielles, particulièrement en liaison avec-le prix réduit des matières utilisées pourla couche de placage de métal. Cela facilite la fabrication de- l'enveloppe sous vide car il n'est pas nécessaire de former une mince couche

métallique sur la fenêtre d'entrée faite en aluminium rela-

tivement mince. De plus, l'enveloppe sous vide selon-l'in-

vention est facile à manipuler car la fenêtre d'entrée est

préalablement assemblée solidairement avec l'anneau métalli-

que intermédiaire. Ensuite, la couche fluorescente excitée par le rayonnement et la couche de cathode photo-électrique peuvent être formées directement sur la surface intérieure de la fenêtre d'entrée de sorte que cela convient à une réalisation dans laquelle la plaque de base d'entrée 28

représentée sur la Figure 1 est supprimée.

La Figure 6 illustre un mode de réalisation dans le-

quel la largeur (W1) dans la direction radiale de la rondelle est inférieure à la largeur (W2) de la partie d'extrémité annulaire 49a du dispositif supérieur de compression 49 en contact avec elle. Cela permet que la région de la jonction étanche à l'air entre la fenêtre d'entrée 24 et l'anneau métallique intermédiaire 42 soit égale à la largeur (w1) de la rondelle 50. Ainsi, la largeur de la jonction étanche peut etre déterminée arbitrairement en choisissant une largeur

voulue (W1) pour la rondelle 50.

La Figure 7 illustre un mode de réalisation dans le-

quel de minces couches 51 et 52 de placage de nickel sont

formées respectivement sur la surface de la partie périphé-

rique 41 de la fenêtre d'entrée 23 et sur toute la surface de la rondelle 50. La mince couche 51 de placage de nickel,

sur la partie périphérique de la fenêtre d'entrée 24 est for-

mée à l'extérieur de la surface d'entrée effective afin de n'introduire aucune atténuation des rayons X incidents. La qualité de la soudure par compression à chaud peut être augmentée en formant les minces couches de placage de nickel sur 1,a fenêtre d'entrée et l'anneau métallique intermédiaire superposés, de la manière indiquée ci-dessus. Etant donné que les mêmes minces couches plaquées de nickel peuvent être utilisées, la fabrication est facilitée et la jonction étanche à l'air peut être faite d'une manière sûre. Etant donné que la rondelle peut être fixée fermement, la partie

périphérique de la fenêtre d'entrée est ainsi renforcée.

La description des modes de réalisation ci-dessus a

été faite pour le cas ou la mince couche métallique inter-

posée entre la fenêtre d'entrée et lanneau métallique in-

termédiaire assemblés de façon étanche à l'air est en nickel; mais le métal utilisé pour cette mince couche métallique n'est pas limité au nickel; comme le montre le tableau 1 ci-après, une autre matière ou une combinaison de matières

peut convenir pour obtenir une jonction stable par l'appli-

cation de chaleur et de pression.

1,1

Tableau 1

Réf. Mince couche métallique Mince couche métallique for-

formée sur la surface de mée sur la surface de la ma

la matière à l'aluminium tière au fer de l'anneau mé-

de la fenêtre d'entrée tallique intermédiaire Couche de placage de cuiNéant vre II Couche de placage de'cui- Couche de placage de cuivre vre III Néant Couche de placage de cuivre IV Couche de placage de Néant nickel. VNéant Couche de cuivre plaquée sur couche de placage de nickel VI Néant Couche d'aluminium déposée

VII Néant Couche d'aluminium déposée.

sur couche de placage de lv, .anickel VIII Néant Couche d'aluminium déposée sur couche de placage de cuivre

__II _ n _i--cke----l-- ----

Des températures et pressions appropriées sur la par-

tie de jonction pendant le soudage par.compression-à chaud, comprennent celles mentionnées ci-dessus lorsqu'une couche

de placage de nickel est formée, et des températures de jonc-

tion de 310 C pour une pression de 9,4.1o7 pascals et de

500 C pour une pression de 5,1.10 pascals conviennent dans-

le cas d'une couche deplacage de cuivre. Il convient.d'appli-

quer une température allant de 250 C à 6500c, de préférence de 350 à 500 C, et une pression allant de 2,45.107 à-i 14,7.107 pascals, de préférence de 7J85 à 10,80.107 pascals. Lorsqu' une.couche d'aluminium déposée est utilisée, son épaisseur peut être de 300 microns ou moins, de préférence de 1 à 2 microns. Les exemples représentés sur les Figures 8 à 10 sont

réalisés de la manière suivante: l'anneau métallique inter-

médiaire 42 en matière au fere avec une demi-section deux fois coudée, a reçu une mince couche 45 de placage de nickel - 10 12--

et sa partie plane intérieure 42e reçoit un anneau intermé-

diaire 53 en matière à l'aluminium dont la demi-section a la forme d'un L. La rondelle 50 plaquée de nickel est montée

sur l'anneau intermédiaire, entre les dispositifs de compres-

sion inférieur et supérieur, 48 et 49 respectivement, et

l'assemblage est fait par application de chaleur et de pres-

sion de la même manière que dans le précédent mode de réa-

lisation. Avec la rondelle 50 disposée sur la face inférieure, la partie périphérique 41 de la fenêtre d'entrée 24 s'ajuste à l'intérieur de l'anneau intermédiaire 103, et la partie périphérique ainsi que la partie d'extrémité supérieure 53a de l'anneau intermédiaire 53 en aluminium sont soudées de

façon étanche à l'air sur toute la périphérie, selon un pro-

cédé tel que celui du soudage à l'arc en atmosphère inerte.

Sur les figures, la référence numérique 54 désigne une partie

soudée de matière à l'aluminium, formée sous forme d'un pro-

longement par le soudage étanche.

Dans ce mode de réalisation d'une enveloppe sous vide, l'anneau intermédiaire 53 en une matière à l'aluminium et l'anneau-métallique intermédiairé 42 en matière au fer sont

soudés par application de chaleur et de pression, puis l'an-

neau intermédiaire 53 et la fenêtre d'entrée, tous deux en matière d'aluminium, scnt soudés. La rondelle 50 est utilisée

pour assurer le soudage par compression à chaud entre l'an-

neau intermédiaire-53 en matière à l'aluminium et l'anneau métallique intermédiaire 42 en matière au fer. Etant donné, que le soudage étanche à l'air entre l'anneau intermédiaire et la fenêtre d'entrée, tous deux en matière à l'aluminium, se fait facilement, cela permet d'éviter toute déformation

de la fenêtre d'entrée.

La Figure 11 illustre un mode de réalisation dans

lequel une surface latérale extérieure 53b de l'anneau in-

termédiaire 53 en matière d'aluminium dont la demi-section est en forme de L, est légèrement écartée de la surface latérale intérieure de l'anneau métallique intermédiaire 42 en matière au fer. La périphérie de la partie extérieure 41 de la fenêtre d'entrée 24 est repli4e parallèlement-à l'axe du tube et le long de la partie d'extrémité 53a de l'anneau intermédiaire 53, et toute la périphérie des deux parties est soudée de façon étanche à l'air, comme l'indique-la référence

54. Etant donné que la partie soudée 54 est séparée de la sur-

face latérale intérieure de l'anneau métallique intermédiaire 42, le soudage se fait facilement, et le soudage étanche à l'air de la fenêtre d'entrée peut se-faire avec seulement une augmentation locale de la température. -Toute déformation

de la fenêtre d'entrée peut ainsi être contrôlée.

Dans le mode de réalisation illustré par les figures 12 et 13, le corps 25 de l'enveloppe sous vide comporte un cylindre 55 en matière à l'aluminium au voisinage du c6té d'entrée 24, solidaire de parties de plus grand diamètre et de plus petit diamètre; un anneau intermédiaire 56 en matière

à l'aluminium; un anneau métallique intermédiaire 57 en ma-

tière au fer; un anneau d'étanchéité 58 d'une matière au fer qui peut être facilement soudée de façon-étanche à l'air sur du verre ou de la céramique; et l'isolant 25a en verre ou en céramique de la partie de sortie. L'anneau intermédiaire 56 et l'anneau métallique intermédiaire 57 en matière au fer sont soudés par application de chaleur etde.pression, avec interposition d'une ou plusieurs couches de nickel, de cuivre ou d'aluminium sur des rebords 56a, 57a repliés de manière à être en contact avec la face intérieure du tube dans un plan perpendiculaire à son axe, comme dans les précédents modes de réalisation. Comme le montre la Figure 13, les deux rebords 56a et 57a sont placés entre des dispositifs

inférieur et supérieur de compression, 48 et 49 respective-

ment, et sont fixés par interposition d'un anneau métallique dur 59 en deux parties afin d'éviter toute déformation de la périphérie. Ils sont ensuite assemblés par application de

chaleur et de pression. Ensuite, la partie périphérique ex-

térieure 41 de la fenêtre d'entrée 24 et le rebord 55a re-

plié vers l'extérieur du cylindre 55, tous deux en matière à l'aluminium,sont soumis à un soudage à l'arc. sous gaz

inerte, comme L'indique la référence numérique 60. Le re-

bord inférieur 55b du cylindre 55 et le rebord 56b replié vers l'extérieur de l'anneau intermédiaire 56 subissent également une soudure à l'arc en atmosphère inerte, comme l'indique la référence numérique 61. La dernière opération de fermeture de l'enveloppe sous vide d'une manière étanche

à l'air consiste à soumettre l'anneau métallique intermé-

diaire 57 et l'anneau d'étanchéité 58, tous deux en mîanière au fer, à un soudage à l'arc sous atmosphère inerte sur chacun des rebords extérieurs 57d et 58a,comme l'indique la référence 62. Etant donné que ce soudage peut se faire par l'extérieur de l'enveloppe en utilisant les mêmes matières, une jonction étanche à l'air peut être formée d'une façon

sure et facile.

Le mode de réalisation illustré sur la Figure 12 se

caractérise par la formation du corps constituant une par-

tie de.l'enveloppe sous vide en l'assemblant de façon -

étanche à l'air avec les anneux de matière à l'aluminium et

au fer, ou d'autres types de matière. Ce mode de réalisa-

tion s'applique à une structure comprenant une ou plusieurs jonctions hermétiques de matière à l'aluminium avec de la

matière au fer entre la fenêtre d'entrée en matière à l'alu-

minium et l'isolant de la partie de sortie en verre ou en

céramique.

Comme cela a été indiqué ci-dessus, l'enveloppe

sous vide selon l'invention est réaliséeen utilisant un sou-

* dage par compression à chaud, pour assembler une fenêtre d'entrée en matière à l'aluminium ou un anneau intermédiaire en une autre matière à l'aluminium assemblé sur-la fenêtre d'entrée, avec un anneau métallique intermédiaire en matière au fer fixé de façon étanche à l'air sur du verre ou de la céramique, avec une ou-plusieurs couches plaquées de métal choisies dans le groupe comprenant le nickel, le cuivre ou l'aluminium, sur la surface de la matière à l'aluminium ou de la matière au fer, ou les deux, de manière à les réunir - d'une manière étanche à l'air. L'invention permet donc de réaliser un joint étanche à faible prix et de façon stable convenant pour de la production en série. Etant donné que le soudage par compression à chaud peut se faire en appliquant une rondelle sous forme d'un anneau métallique supplémentaire sur la matière à l'aluminium, le joint étanche à l'air peut être réalisé de façon sûr pour obtenir un tube multiplicateur

d'image de rayonnement offrant davantage d'application pra-

tique, grâce au renforcement de la matière à l'aluminium re-

lativement tendre. Bien entendu, diverses modifications -

peuvent être apportées par l'homme de l'art aux modes de réa-

lisation décrits et illustrés à titre d'exemples nullement

limitatif sans sortir du cadre de l'invention.

- t:

16 -

Claims

REVENDICATIONS

1 - Enveloppe sous vide pour un tube multiplicateur d'images de rayonnement, comprenant un corps cylindrique (25), une fenêtre d'entrée de rayonnement (24) en aluminium ou en un alliage d'aluminium à une extrémité du corps, une pièce isolante (25a) de verre ou de céramique à l'autre extrémité du corps, dont une partie est utilisée comme une partie de sortie (26) pour émettre des signaux multipliés d'images de rayonnement, enveloppe caractérisée en ce qu'elle comporte un premier. anneau (42) en fer ou en alliage de fer constituant une partie du-corps cylindrique, assemblé de façon étanche à l'air entre la fenêtre d'entrée de rayonnement (24) et la pièce isolante (25a), et une jonction étanche à l'air entre

le-premier anneau et là fenêtre d'entrée soudée par compres-

sion à chaud avec interposition d'une ou plusieurs minces

couches (45) d'unmétal choisidans le groupe comprenant le ni-

ckel, le cuivre et l'aluminium.

2 - Enveloppe selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comporte un anneau supplémentaire (50) fait d'un métal dont le point de ramollissement est supérieur à célui de la fenêtre-d'entrée, et soudé par compression à chaud sur la surface de la fenêtre d'entrée opposée à la jonction

étanche à l'air avec le premier anneau métallique.

- 3 - Enveloppe selon la revendication 1, caractérisée en ce que le premier anneau métallique consiste en un anneau métallique intermédiaire (42) en fer ou-en un alliage de fer de forme deux fois coudée en coupe, ledit anneau métallique intermédiaiee étant soudé par compression à chaud sur une

partie périphérique de la fenêtre d'entrée (24}.

4 -Enveloppe selon la revendication 3, caractérisée en ce qu'elle comporte en outre un anneau (53) en forme de L

en aluminium ou en alliage d'aluminium, disposé sur la sur-

face supérieure à la partie d'extrémité inférieure de l'an-

neau métalli que intermédiaire(42)de-forme deux fois coudée, l'anneau en forme de L étant soudé par compression à chaud

sur l'anneau métallique intermédiaire, et la partie d'extré-

mité supérieure de l'anneau en forme de L étant soudée sur

la partie périphérique de la fenêtre d'entrée (24).

- Enveloppe selon la revendication 4, caractérisée en ce que la partie d'extrémité supérieure de l'anneau (53) en forme de L est espacéede l'anneau métallique intermédiaire (42), ladite partie d'extrémité supérieure étant soudée sur

la partie périphérique de la fenêtre d'entrée (24).

6 - Enveloppe selon l'une quelconque des revendica-

tions 1 à 5, caractérisée en ce que l'épaisseur de la mince

couche métallique n'est pas supérieure à 100 microns.

7 - Enveloppe sous vide pour un tube multiplicateur d'images de rayonnement, et comprenant un corps cylindrique (25), une fenêtre d'entrée de rayonnement (24) en aluminium ou en un alliage d'aluminium à une extrémité du corps, une

pièce isolante (25a) en verre ou en céramique à l'autre ex-

trémité du corps, dont une partie est utilisée comme une par-

tie de sortie (26) pour émettre des signaux multipliés d'images de rayonnement, enveloppe caractérisée en ce qu'elle comporte un premier anneau (42) en fer ou en un alliage de fer constituant une partie du corps cylindrique, assemblé

de façon étanche à l'air entre la fenêtre d'entrée de rayon-

nement (24) et la pièce isolante par intermédiaire d'un se-

cond anneau (53) en aluminium ou en un alliage d'aluminium constituant une partie du corps cylindrique, et une jonction étanche à l'air entre le premier anneau et le second anneau, soudée par compression à chaud avec interposition d'une ou

plusieurs couches (45) d'un métal choisi dans le groupe com-

prenant le nickel, le cuivre et l'aluminium.

8 - Enveloppe selon la revendication 7, caractérisée en ce que la jonction entrele premier anneau métallique (42)

et le second anneau métallique (53) est soudéepar compres-

sion à chaud par l'intermédiaire d'une partie repliée en

saillie dans la même direction vers l'intérieur ou l'exté-

rieur. 9 - Procédé de fabrication.d'une enveloppe sous vide d'un tube multiplicateur d'images de rayonnement dans lequel

une pièce (24) d'aluminium ou d'un alliage d'.aluminium com-

prenant une fenêtre d'entrée de rayonnement est assemblée de façon étanche à l'air sur une pièce isolante (25a) de verre ou de céramique contenant une partie de sortie pour l'émission de signaux multipliés d'images de rayonnement et par l'intermédiaire d'un premier anneau (42)- en fer ou en alliage de fer, procédé caractérisé enceque, au soudage du

premier anneau (42) avec la pièce (24) d'aluminium ou d'al-

liage d'aluminium, une ou plusieurs minces couches (45) d'un métal choisi dans le groupe comprenant le nickel, le cuivre

et l'aluminium, sont préalablement forméespar placage ou dé-

pôt de métal sur une partie à assembler de la pièce d'alumi-

nium ou d'alliage d'aluminium, ou sur une partie à assembler avec le premier anneau (42) ou les deux, l'anneau et la pièce étant superposés dans des plans perpendiculaires à-l'axe du tube et étant assemblés de façon étanche à l'air par soudage -par compression à chaud tout en appliquant une pression dans

la direction de l'axe du tube au moyen d'un appareil de com-

pression.

- Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce.que la jonction est soudée par chauffage à une température de 250 à 6500C et par application d'une pression de 2,45.107

à 14,7.107 pascals.