FR2840450A1 - Corps cathodo-emissif pour cathode impregnee de tube electronique - Google Patents
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Abstract
Corps (1) formé d'une matrice poreuse imprégnée d'un matériau émetteur d'électrons, délimité par des faces externes (11, 12, 13) présentant toutes une rugosité inférieure à 0, 2 m. Grâce à cet état de surface, on améliore sensiblement le fonctionnement et la durée de vie des cathodes dotée de tels corps cathodo-émissifs.
Description
l'electro-aimant utilise.
L'invention concerne une cathode de type << impregnee >> pour canon a electron, utilisable dans des tubes electroniques, comme des klystrons ou gyrotrons, et plus specialement dans des tubes a rayonnement cathodique pour
visualisation d'images.
En reference a la figure 2, une cathode de type << impregnee >? pour canon a electron comprend: - un corps cathodo-emissif poreux 1, formant la partie thermo-emettrice d'electrons de la cathode, formee d'une matrice poreuse impregnee d'un materisu emetteur d'electrons; - une coupelle metallique 2 dans laquelle est insere le corps emissif 1; - un manchon metallique 3, de preference en metal refractaire comme le molybdene, le tamale ou le tungstene, ferme a une extremite par la coupelle 2; un tel manchon est encore appele jupe de cathode; - a l'interieur du manchon, un filament de chauffage 4 s'etendant jusqu'a proximite de la coupelle 2 adapte pour chauffer le corps emissif 1 sous vice a
une temperature de l'ordre de 1000 C.
La surface du corps cathodo-emissif poreux qui est opposee a celle qui est en contact avec le fond de la coupelle forme la surface emissive de la cathode. De telles cathodes impregnees vent utilisees comme sources d'electrons d ans les tubes cathodiq ues de visualisation d' images de type moniteur ou tubes pour television et tubes a hautes definitions (HDTV, CDT,CRT), dans les tubes electroniques a micro-ondes de type klystron ou de type gyrotron, ou d'autres types de tubes electroniques pour lasers, radar magnetron, amplificateurs et
sources d'alimentations, generateurs et propulsions d'ions (satellites).
Le corps cathodo-emissif d'une cathode impregnee pour tube cathodique de visualisation presente une epaisseur faible qui limite la quantite disponible de materisu emetteur d'electrons et limite ainsi la duree de vie de la cathode; on a etabli que les caracteristiques de duree de vie d'une telle cathode impregnee dependent de la vitesse d'evaporation du composant principal du materieu emetteur d'electrons, generalement le baryum; par ailleurs, le baryum evapore se recondense sur d'autres parties plus froides du tube, notamment les contra-electrodes de la cathode, d'ou il emet des electrons qui parasitent le fonctionnement du tube; en outre, la surface emettrice de la cathode peut etre deterioree en cours de fonctionnement par des impacts d'ions qui deteriorent I'uniformite de la distribution surfacique d'emission d'electrons. Pour limiter ces inconvenients, le document EP 0890972 - MATSUSHITA - decrit une cathode impregnee dont le corps cathodo-emissif presente une porosite moins elevee a proximite de la surface emissive qu'au cceur ou en profondeur. Dans un autre but, a savoir augmenter la resistance de la cathode impregnee au bombardement ionique, le document EP 0831512 - TOSHIBA propose a ['inverse une porosite plus elevee a proximite de la surface emissive
qu'au ccour ou en profondeur.
Par ailleurs, les documents JP60-017831 et JP05-114352 decrivent des procedes de fabrication de corps cathodo-emissif pour cathode impregnee comprenant une etape dans laquelle, apres impregnation de materiau emetteur d'electrons, on abrase, notamment par polissage, la surface emissive de ces corps, dans le but essentiel de nettoyer cette surface emissive et d'eliminer les particules eventuelles de materiau d'impregnation de la surface; on obtient alors des corps cathodo-emissifs dont la surface emissive seule presente une faible rugosite, par exemple comprise entre 0,2 1lm et 3,2 m; aucune indication n'est donnee sur la porosite de la couche superficielle immediatement sous la surface emissive, par rapport a la porosite au ccour du corps cathodo .. emssf. Le document JP06-103885 - TOSHIBA - enseigne qu'en effectuant le polissage de la surface emissive de maniere a abaisser sa rugosite, on parvient a limiter ['evaporation de materisu emetteur d'electrons pendant le fonctionnement de la cathode et en ameliorer ainsi le fonctionnement et la
duree de vie.
Certains des documents cites enseignent done qu'une modification de la morphologic uniquement au niveau de la surface emissive (rugosite) du corps cathodo-emissif et/ou de la couche sousjacente a cette surface (porosite) permet d'ambliorer le fonctionnement de la cathode impregnee et sa duree de vie. L'invention a pour but d'ameliorer encore le fonctionnement des cathodes
imprbgnees et leur duree de vie par une methode particulierement economique.
A cet effet, I'invention a pour objet un corps cathodo-emissif pour cathode impregnee de tube electronique, forme d'une matrice poreuse impregnee d'un materieu emetteur d'electrons, delimite par des faces externes comprenant une surface emissive, caracterise en ce que ['ensemble desdites faces externes
presentent une rugosite inferieure a 0,2 m.
Selon la caracteristique essentielle de ['invention, c'est, contrairement a l'art anterieur, I'ensemble de faces externes du corps emissif traite en surface,
de preference poll, de maniere a presenter une faible rugosite.
On mesure la rugosite des faces par une methode classique comportant un releve profilometrique perpendiculairement a ces faces; le profit releve peut etre represente par la repartition de sa profondeur relativement a une ligne de reference donnee; suivant la normalisation fran,caise (AFNOR E05.015/017/052), cette ligne de reference (Ox) est la droite menee parallelement a la direction generale du profil et passant par ses points superieurs; sur un axe des ordonnees (Oz) perpendiculaire a (Ox), vent portees les profondeurs relevees du profil; I'ecart du profil de rugosite par rapport a cette ligne de reference Ox peut etre considere comme une variable ayant une certaine distribution statistique; on calcule ainsi la position de la ligne moyenne du profil; I'ecart moyen arithmetique de la profondeur par rapport a cette ligne moyenne correspond a la valeur de rugosite recherchee, Ra Grace a la rugosite Ra inferieure a 0,2,um sur toutes les faces du corps cathodo-emissif, on obtient une amelioration plus importante que dans l'art anterieur du fonctionnement et de la duree de vie des cathodes impregnees dotees de tels corps cathodo-emissif dans les tubes electroniques, notamment les tubes cathodiques de visualisation d'images; sans vouloir se lier a aucune explication definitive, il semble que ['evaporation de materieu cathodo-emissif pendant le fonctionnement de ce type de cathode, notamment ['evaporation de baryum, ait lieu, non seulement au niveau de la surface emissive, mais au niveau de toutes les faces externes du corps cathodo-emissif; dans l'art anterieur, seule la surface emissive du corps cathodo-emissif etait traitee pour limiter ['evaporation de materieu cathodo-emissif, ce qui n'empechait pas les << fuites >> de ce materiau par les autres faces; I'invention propose de traiter I'ensemble des faces externes du corps cathodo-emissif pour limiter les
<< fuites >> d'ou qu'elles viennent.
A cet effet, on a constate qu'un traitement de surface adapte pour obtenir une rugosite inferieure a 0,2 m permettait d'ameliorer tres sensiblement le fonctionnement et de la duree de vie des cathodes; par rapport a des cathodes non traitees, I'augmentation de la duree de vie a ete estimee a un facteur
superieur a 2.
De preference, I'ensemble des faces externes delimitant le corps cathodo-
emissif presentent une rugosite inferieure ou egale a 0,1 m.
L'obtention d'une rugosite aussi faible passe de preference par une etape d'abrasion, et meme plus specialement de polissage, des corps cathodoemissif apres impregnation; ce traitement d'abrasion peut etre effectue a sec par projection d'une poudre abrasive tres fine ou de polissage sur toutes les faces du corps cathodo-emissif, ou en humide par projection d'une suspension de poudre abrasive; il peut etre effectue par frottement de ces faces contre un feutre de polissage charge d'une poudre abrasive tres fine ou de polissage, ou d'une suspension de cette poudre; il peut egalement etre effectue par meulage
avec un disque de meulage.
De preference, on utilise une technique d'abrasion ou de polissage en vrac; dans une telle technique, on place pele-mele, dans un recipient monte sur un axe de rotation, un lot de corps cathodo-emissifs deja impregnes de matbriau d'emission d'electrons avec de la poudre abrasive tres fine ou de polissage, ou une suspension de cette poubre, puis on fait tourner le recipient pendant une duree adaptee pour obtenir la rugosite souhaitee; I'avantage d'une telle methode est qu'on obtient directement et d'une maniere tres economique une falble rugosite sur toutes les faces des corps cathodo . emssfs. De preference, le rapport entre la surface des pores de la matrice debouchant sur ['ensemble des faces externes du corps cathodo-emissif et la surface de ces faces est inferieur ou egal a la moitie de la porosite volumique
moyenne au cceur de la cite matrice.
Ainsi, si la porosite volumique moyenne d'un corps cathodo-emissif est de l'ordre de 18% apres impregnation, le rapport entre la surface des pores debouchant de ce corps sur ['ensemble de ses faces externes et la surface totale de ces faces est par exemple de l'ordre de 9% ou inferieur a cette valeur; on mesure la porosite volumique par des methodes classiques de calcul de rapport de densite/volume du corps cathodo-emissif avant impregnation; on mesure la surface des pores par analyse automatique de plusieurs images
representatives des differentes faces externes du corps cathodo-emissif.
Cette condition signifie que la porosite en surface est inferieure a la porosite en profondeur, non seulement au niveau de la surface emissive comme dans l'art anterieur, mais au niveau de toutes les faces externes du
corps cathodo-emissif.
En pratique, le traitement de surface par abrasion ou polissage a pour effet, non seulement d'abaisser la rugosite des differentes faces, mais de refermer partiellement les pores qui d;ebouches sur ces faces, ce qui se traduit pas une diminution de la porosite de surface; c'est le cas notamment des operations de polissage mecano-chimiques; le refermement partiel des pores sur toutes les faces du corps cathodo-bmissif permet de limiter encore plus les pertes par evaporation de materieu emetteur d'electrons, notamment de baryum. De preference, le rapport entre la surface des pores de la matrice debouchant sur ['ensemble des faces externes du corps cathodo-emissif et la
surface de ces faces est compris entre 4% et 9%.
De preference, la porosite volumique moyenne au cocur de la matrice du corps cathodo-emissif est comprise entre 16% et 22%; il s'agit done de la
porosite du corps cathodo-emissif avant impregnation.
De preference, la matrice poreuse est a base de tungstene et sa teneur ponderale en tungstene est superieure ou egale a 50%, et le materieu emetteur d'electrons est a base de baryum et sa teneur molaire en baryum est
superieure a 50%. La matrice poreuse peut etre un melange tungstene-
molybdene. L'invention a egalement pour objet une cathode de type << impregnee >> pour canon a electron comprenant: - une coupelle metallique; - un manchon metallique ferme a une extremite par la coupelle; - a l'interieur du manchon, un filament de chauffage; caracterisb en ce qu'elle comprend un corps cathodo-emissif (1) selon
['invention qui est insere dans ladite coupelle metallique (2).
L'invention a egalement pour objet un canon a electrons caracterise en ce qu'il est dote d'au moins une cathode selon ['invention; dans le cas classique des canons tri-chromatiques de tubes << couleur a rayonnement cathodique, le
canon a electrons comporte trots cathodes, une pour cheque couleur primaire.
De preference, pour chaque cathode de ce canon, une contra-electrode G1 etant disposee face a la surface emissive audit corps cathodo-emissif (1) et etant dotee d'un trou approximativement centre sur ladite surface, la largeur de la zone peripherique de la surface emissive disposee face au pourtour audit
trou presente un minimum Lmin inferieur ou egal a 200,um.
L'invention a egalement pour objet un tube a rayonnement cathodique
caracterise en ce qu'il est dote diun canon selon ['invention.
L'invention a egalement pour objet un procede de fabrication d'un corps cathodo-emissif selon ['invention caracterise en ce qu'il comprend une operation de traitement de surface de ['ensemble de ses faces externes pour en abaisser la rugosite et, optionneliement, la porosite de surface, c'est a dire le rapport entre la surface des pores debouchant sur ces faces et la surface de
ces faces.
De preference, ladite operation de traitement de surface est une operation
de polissage.
De preference, ladite operation de traitement de surface est pratiquee en vrac. De preference, le procede comprend egalement une operation d'impregnation de la matrice par le materieu emetteur d'electrons qui est
effectuee apres ladite operation d'impregnation.
L'invention sera mieux comprise a la lecture de la description qui va
suivre, donnee a titre d'exempie non limitatif, et en reference aux figures annexces sur lesquelles: - la figure 1 represente, en perspective, un corps cathodo-emissif pour cathode du type de celui represente a la figure 2; - la figure 2, deja decrite, represente une cathode de type impregnee pour tube cathodique; - les figures 3A et 3B representent respectivement une vue schematique en coupe et la microphotographie correspondante d'une des faces du corps cathodo-emissif de la figure 1, avant traitement de surface selon ['invention; - les figures 4A et 4B representent respectivement une vue schematique en coupe et la microphotographie correspondante de la meme face du corps cathodo-emissif des figures 3A et 3B, presentant ici, selon un mode de realisation de ['invention obtenu par polissage, une rugosite tres faible; - les figures 5 et 6 representent respectivement une vue microphotographique de dessus de la surface emissive du corps cathodo-emissif de la figure 1 apres depot d'une couche mince d'osmium, respectivement sans et avec traitement de surface selon ['invention. - La figure 7 represente en vue de dessus (partie A) et en coupe laterale (partie B) la disposition relative d'un corps cathodo-emissif et d'une
contra-electrode selon une variante de ['invention.
Afin de simplifier la description et de faire appara^tre les differences et
avantages que presente ['invention par rapport a l'etat anterieur de la technique, on utilise des references identiques pour les elements qui assurent les memes fonctions. On va d'abord decrire un mode de fabrication d'un corps cathodo-emissif pour cathode impregnee selon i'invention, forme d'une matrice poreuse impregnee d'un materiau emetteur d'electrons, qui presente ici la forme d'une pastille representee a la figure 1; les faces externes de cette pastille vent ici constituees d'une face superieure 11 emissive, d'une face inferieure 12, opposee a la face emissive, destinee a venir en contact avec le fond de la coupelle 2 de la cathode, et d'une face laterale circulaire 13 joignant la face
superieure et la face inferieure.
La matrice poreuse peut etre par exemple concretee a base de nickel, ou obtenue par pressage et frittage d'une poudre de metal refractaire ou de ceramique; le materiau de la matrice poreuse du corps cathodo-emissif est de preference choisi dans le groupe comprenant le tungstene, le molybdene, le rhenium, I'osmium, I'irridium, leurs alliages, et l'alumine; a titre d'exemple, on choisit ici un materiau a base de tungstene; la pression de pressage, les conditions de frittage, notamment la temperature et la duree, vent adaptees d'une maniere connue en elle-meme pour obtenir un corps solide presentant, avant impregnation, une porosite volumique de preference comprise entre 15% et 30%; cette porosite est destinee a servir de reservoir aux materioux cathodo-emissifs; pour une porosite superieure, la pastille ne presenterait pas une solidite mecanique suffisante; pour une porosite inferieure, le reservoir de materiau cathodo-emissif serait insuffisant pour obtenir une duree de vie
acceptable.
A ['aide d'une methode connue en elle-meme, par exemple a haute temperature sous hydrogene, on procede ensuite a ['impregnation de la matrice par du materieu cathodo-emissif; le materiau emetteur d'electrons est choisi de preference dans le groupe comprenant le baryum, le strontium, le calcium, I'aluminium, le scandium, I'osmium, et le melange d'un ou plusieurs de ces elements; a titre d'exemple, on choisit ici comme materisu d'impregnation le melange dit << 4-1-1 >>, bien connu dans les cathodes impregnees, constitue au depart d'un melange de 4 moles de carbonate de baryum, 1 mole de carbonate de calcium et de 1 mole d'alumine; les caracteristiques de fonctionnement d'un corps cathodoemissif d'une cathode cite impregnee ou a reservoir dependent notamment du volume poreux de sa matrice ou du volume du reservoir, de la nature du materiou cathodo-emissif qui remplit les pores, et de la temperature de fonctionnement de la cathode; dans le cas d'un tube cathodique, le corps cathodo-emissif doit contenir une quantite de materiau emissif suffisante pour fonctionner au moins 20000 heures en tube; pour permettre le remplissage des pores de la matrice, il faut que ces pores vent connectes entre eux, c'est a dire que la porosite soit ouverte, ce qui necessite en pratique, pour la matrice avant
impregnation, une porosite globale superieure ou egale a 15%.
Selon une variante de preparation du corps cathodo-emissif, on procede par frittage simultane du materisu de la matrice et du materisu cathodoemissif. On obtient alors une pastille cathode-emissive impregnee << brute >>, non
traitee selon ['invention.
Comme la perte de materiau cathodo-emissif par diffusion et sublimation au cours du fonctionnement de la cathode, ainsi que la vitesse de depletion, vent proportionnels a la surface d'echange entre la pastille et le vice dans le tube electronique sur lequel se trouve montee la cathode, on a interet a limiter
cette surface d'echange.
A cet effet et a ce stade du procede, on peut, sur ['ensemble des faces externes de la pastille selon ['invention: a) soit, modifier l'etat de la surface par une reduction de la rugosite
et done de la surface d'echange.
b) soit, diminuer la taille des pores debouchant en surface, c) soit, reduire le nombre de pores en surface,
d) soit, une combinaison quelconque des moyens a), b), etlou c).
Le moyen a) vise une diminution de la rugosite des differentes faces externes de la pastille; la rugosite arithmetique Ra d'une pastille << brute >> est generalement de l'ordre de 0,3 1lm, apres traitement selon ['invention, on vise un rugosite inferieure a 0,2 m sur ['ensemble des faces de la pastille, de
preference inferieure ou egale a 0,1 rm.
Pour mesurer la rugosite des faces de la pastille, on utilise une methode classique de mesure a ['aide d'un profilometre << laser>> ou diun palpeur a aiguille, par exemple de type << SURFTEST >> de la Societe MITUTUYO; dans ce dernier cas, la pointe de l'aiguille utilisee presente une diametre de l'ordre de 0,02 mm, la vitesse de defilement du palpeur est de l'ordre de 2 mm/s., et le
<< cut-off >> ou niveau de coupure du palpeur fixe a 0,8 mm environ.
Les moyens b) etlou c) visent une diminution de ce qu'on appellera la << porosite de surface >>; on constate que la porosite en surface d'une pastille << brute >>, est identique voir plus elevee que sa porosite moyenne; cette porosite de surface se caracterise par exemple par le diametre moyen et la densite surfacique moyenne des pores debouchant en surface de la pastille, sur ['ensemble de ses faces externes; le moyen b) ci-dessus vise la diminution du diametre moyen, le moyen c) vise la diminution de la densite surfacique des pores. En combinant ces deux criteres, on peut aussi exprimer la porosite de surface par le rapport entre la surface totale des pores debouchant sur ['ensemble des faces externes de la pastille et la surface developpee de ces faces; apres traitement selon ['invention, on vise de preference, pour ce rapport, une valeur inferieure ou egale a la moitie de la porosite volumique globale de la matrice sur ['ensemble des faces de la pastille, notamment une
valeur comprise entre 4% et 9%.
Pour mesurer la porosite de surface des faces de la pastille, on utilise des photographies de surface prises, au centre et a un tiers des bords de la pastille, au microscope a balayage avec un grossissement de l'ordre de 2000 et un traitement log iciel d 'analyse d 'image de ces photog raph ies, par exemple de type << Leica >>; on utilise par exemple des photographies digitales presentant un grossissement de 2000 et une resolution de 512 par 512 points, avec 256 niveaux de gris; le logiciel d'analyse est adapte en fonction de la surface a
analyser, de l'equipement photographique et de < I'eclairage >> de la surface.
Le traitement de surface applique a la pastille impregnee brute pour obtenir une pastille impregnee selon ['invention consiste en une operation mecanique ou mecano-chimique de meulage, de rodage, ou de polissage de
I'ensemble des faces de la pastille.
On utilisera par exemple l'une des trots techniques de traitement de surface suivantes: - polissage a sec ou humide en vrac avec une poudre de polissage a base d'alumine, - menlage avec un disque ou un outil de decoupe,
- frottement des faces de la pastille par un poincon ou un outil.
De preference, on procede a une operation de polissage dont on constate q u'elle apporte avantageusement simultanement les effets a), b) et c) ci dessus; de preference, on procede par polissage en vrac, ce qui permet de traiter en surface simultanement un grand nombre de pastilles sur toutes leurs faces. On adapte les conditions de traitement de surface, notamment de polissage, de maniere a obtenir des pastilles presentant sur toutes leurs faces une rugosite inferieure ou egale a 0,1 1lm et une porosite de surface, evaluee par le rapport precedemment decrit, comprise entre 4% et 9%; ainsi, pour une porosite volumique de matrice de l'ordre de 18%, on obtiendra classiquement
une porosite de surface de l'ordre de 6%.
Les figures 3 et 4 representent schematiquement pour 3A et 4A, microphotographiquement pour 3B et 4B, des vues en coupe d'une portion de zone superficielle representative de l'une des faces des pastilles, avant traitement pour la figure 3, apres traitement pour la figure 4; ces figures iliustrent tres nettement la diminution de rugosite de surface propre a I'invention: le polissage vient abraser les grains Gs pour aplanir ['ensemble de
la surface S et abaisser la rugosite a un niveau inferieur ou egal a 0,1 m.
Le polissage a egalement pour effet de diminuer la surface d'ouverture des pores sur ['ensemble des faces externes de la pastille; il s'agit sans douse la d'un effet mecano-chimique, classique dans le domaine du polissage; par
cette operation, on divise par deux, voire par trots la porosite de surface.
Apres traitement de surface, notamment polissage, on obtient alors une pastille cathode-emissive impregnee prete a ['usage; en reference a la figure 2, on monte cette pastille dans une coupelle 2, elle-meme supportee par un manchon metallique 3 dote d'un filament de chauffage 4; on obtient alors la
cathode impregnee selon ['invention.
Grace au traitement de surface par polissage selon ['invention, dans le cas ou la pastille presente apres traitement une rugosite inferieure ou egale a 0,1 m et une porosite de surface comprise entre 4% et 9%, dans le cas ou le materisu cathodo-emissif d'impregnation est a base de baryum de type << 4-1 1 >> precedemment decrit, on constate une diminution d'un facteur 2 de la perte de materiau cathodo-emissif au cours de 90 semaines de fonctionnement de cette cathode dans des conditions standards ou bien accelerees, par rapport a la meme cathode dont la pastille n'aurait pas subi de traitement de surface de polissage; par rapport a une cathode dont la pastille n'aurait subi ce meme traitement de surface de polissage que sur sa face superieure 11 d'emission, comme par exemple dans l'art anterieur, on constate aussi une diminution sensible de la perte de materiau cathodo-emissif et une augmentation importante, de l'ordre d'un facteur 2, de la duree de vie; en effet, comme la loi exprimant la depletion en fonction de la duree de vie s'exprime en racine de t (temps), on obtient un accroissement significatif de la duree de vie de la cathode. On a constate qu'il etait hautement preferable d'effectuer le traitement de surface precedemment decrit sur des pastilies deja impregnees et qu'on n'obtenait pas les memes ameliorations en effectuant ce traitement sur ia
matrice poreuse avant impregnation.
L'invention presente egalement les avantages suivants: - reduction des fuites electriques dans les canons et tubes electroniques par reduction des depots parasites, notamment sur les contra-electrodes; - revelations des defauts eventuels de surface et des fissures eventuelles a la surface des pastilles a la suite du traitement de surface selon ['invention, ce
qui permet d'ameliorer le controle de la qualite de fabrication.
L'amelioration de performances est particulierement visible sur des pastilles de petites dimensions, qu'on utilise notamment dans les tubes cathodiques a basse consommation d'energie; en effet, la depletion ou deperdition de materieu cathodo-emissif presente l'effet de bord suivant sur la surface emissive: sur toute la peripherie de la surface emissive 11 de la pastille 1, pendant la duree de vie de la cathode, la matrice poreuse s'appauvrit en materieu cathodo-emissif de sorte que la surface emissive presente une zone peripherique appauvrie de largeur croissante; plus le diametre des pastilles est petit, plus la proportion de cette zone appauvrie represente un part importante de la surface emissive; comme, grace a ['invention, toutes les faces de la pastille, notamment sa face laterale 12, vent pokes, cette zone peripherique appauvrie crot moins vite en largeur que dans l'art anterieur; on ameliore done sensiblement la duree de vie de pastilles de faible diametre, notamment de
diametre inferieur ou egal a 1,1 mm.
La figure 7 illustre schematiquement ce point; la largeur de la zone peripherique appauvrie du corps cathodo-emissif peut atteindre 200,um, ce qui correspond a une reduction de diametre de zone emissive efficace de 400,um; comme le diametre DT du trou de la premiere contra-electrode ou grille G1 est generalement de l'ordre de 500 m, si le diametre DP de la pastille est inferieur ou egal a 1,1 mm, et si l'on tient compte des defauts inevitables de centrage du trou de la grille sur la cathode, generalement de l'ordre de 200 1lm, on volt que la zone peripherique de la surface emissive de la pastille 1 qui est disposee face au pourtour du trou de la grille G1 peut, en certaines parties du pourtour, presenter une largeur Lmjn inferieure ou egale a 200,um, et que la zone peripherique appauvrie risque d'empieter sur le trou de la grille, ce qui risque de perturber gravement le fonctionnement du tube electronique dans lequel se trouve cette cathode; grace a ['invention et au polissage des faces laterales
des corps cathodo-emissif, on limite ce risque.
II est connu par ailleurs d'ameliorer les performances des corps cathodo-
emissifs de cathodes impregnees en effectuant un depot d'une couche mince d'osmium, de ruthenium et/ou d'iridium sur sa surface emissive; on a constate que cette amelioration etait plus importante sur des corps cathodo-emissifs
prealablement traites en surface selon ['invention que sur des corps cathodo-
emissifs non traites en surface; les figures 5 et 6 representent une vue microphotographique de dessus sous grossissement 5000 de la surface emissive 11 de pastilles apres depot d'une couche mince d'osmium de 0,5 m d'epaisseur, sans traitement de surface pour la figure 5, avec traitement de surface selon ['invention pour la figure 6; on constate sur la figure 6une rugosite et une porosite de surface beaucoup plus faibles que sur la figure 5, qui expliquent, au moins partiellement, I'amelioration des performances constatee. La presente invention a ete decrite en se referent a une cathode de tube cathodique; il est evident pour l'homme du l'art qu'elle peut s'appliquer a
d'autres types de tubes electroniques.
Claims (14)
1.- Corps cathodo-emissif pour cathode impregnee de tube electronique, forme d'une matrice poreuse impregnee d'un materiau emetteur d'electrons, delimite par des faces externes (11, 12, 13) comprenant une surface emissive (11), caracterise en ce que ['ensemble desdites faces externes presentent une
rugosite inferieure a 0,2 1lm.
2.- Corps cathodo-emissif selon la revendication 1 caracterise en ce que I'ensemble desdites faces externes le delimitant presentent une rugosite
inferieure ou egale a 0,1 m.
3.- Corps cathodo-emissif selon l'une quelconque des revendications
precedentes caracterise en ce que le rapport entre la surface des pores de ladite matrice debouchant sur ['ensemble desdites faces externes (11, 12, 13) et la surface de ces faces (11, 12, 13) est inferieur ou egal a la moitie de la
porosite volumique moyenne au coeur de la cite matrice.
4.- Corps cathodo-emissif selon la revendication 3 caracterise en ce que le rapport entre la surface des pores de ladite matrice debouchant sur ['ensemble desdites faces externes (11, 12, 13) et la surface de ces faces (11, 12, 13) est
compris entre 4% et 9%.
5.- Corps cathodo-emissif selon la revendication 4 caracterise en ce que la porosite volumique moyenne au ccour de la cite matrice est comprise entre
16% et 22%.
6.- Corps cathodo-emissif selon l'une quelconque des revendications
precedentes caracterise en ce que: - ladite matrice poreuse est a base de tungstene et sa teneur ponderale en tungstene est superieure ou egale a 50%, - led it materiau emetteu r d'electrons est a base de baryum et sa teneur
molaire en baryum est superieure a 50%.
7.- Cathode de type a impregnee >> pour canon a electron comprenant: - une coupelle metallique (2); - un manchon metallique (3) ferme a une extremite par la coupelle (2); - a l'interieur audit manchon (2), un filament de chauffage (4); caracterise en ce qu'elle comprend un corps cathodo-emissif (1) selon
l'une quelconque des revendications precedentes qui est insere dans ladite
coupelie metallique (2).
8.- Canon a electrons caracterise en ce qu'il est dote d'au moins une
cathode selon la revendication 7.
9.- Canon selon la revendication 8 comprenant, pour chaque cathode, une contra-electrode G1 disposee face a la surface emissive audit corps cathodo emissif (1) et dotee d'un trou approximativement centre sur ladite surface, caracterise en ce que la largeur de la zone peripherique de la surface emissive disposee face au pourtour audit trou presente un minimum Lmin inferieur ou
egal a 200 1lm.
10.- Tube a rayonnement cathodique caracterise en ce qu'il est dote d'un
canon selon la revendication 8 ou 9.
11.- Procede de fabrication d'un corps cathodo-emissif selon l'une
quelconque des revendications 1 a 6 caracterise en ce qu'il comprend une
operation de traitement de surface de ['ensemble de ses faces externes pour en abaisser la rugosite et, optionnellement, la porosite de surface, c'est a dire le rapport entre la surface des pores debouchant sur ces faces et la surface de
ces faces.
12.- Procede selon la revendication 11 caracterise en ce que ladite
operation de traitement de surface est une operation de polissage.
13.- Procede selon l'une quelconque des revendications 11 a 12
caracterise en ce que ladite operation de traitement de surface est pratiquee en vrac.
14.- Procede selon l'une quelconque des revendications 11 a 13
comprenant egalement une operation d'impregnation de la matrice par le materiou emetteur d'electrons caracterise en ce que ladite operation de
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