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PREFECTIONETS AUX TUBES à DECHARGE ELECTRONIQUE. ET .AUX MYENS d'EVITER
DES FUITES ELECTRIQUES DANS TUBES.-¯ la présente invention est relative à des perfectionnements aux tu- bes à décharge électronique contenant une matière conductrice ayant une pres- sion de vapeur relativement élevée, telle qu'un métal alcalin ,et son objet est d'empêcher la diminution d'efficacité de tels dispositifs, due à la forma- tion d'une pellicule conductrice sur la surface interne de l'enveloppe, qui per- mettrait des fuites électriques entre les conducteurs scellés dans l'enveloppe.
Comme cette pellicule conductrice est principalement nuisible lorsqu'elle est formée sur le pied de verre de ces appareils, traversé par les conducteurs d' amenée scellés, on désignera le phénomène que l'on vient de décrire sous le
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nom de "fuites du pied".
Dans une ampoule contenant des électrodes qui fonctionnent à une température plus élevée que l'ampoule, une matière facilement vaporisable se vaporise continuellement à la surface des électrodes, et se condense sur les parois plus froides de l'ampoule. Sous certaines conditions, la matière con- densée forme une pellicule continue qui, même lorsqu'elle est assez faible pour être invisible à l'oeil nu, présente une conductibilité électrique assez éle- vée pour causer des fuites électriques.
On a constaté que, sous d'autres conditions que l'on peut faire va- rier, la vapeur se condense sous forme d'ilots isolés, entre lesquels il n existe aucun contact électrique, et qui ne causent pas de fuites.
Il est probable que ce dépôt continu se produit lorsque la vapeur est adsorbée par une couche d'oxyde, ou une mince pellicule métallique recou- vrant la surface du pied, ou autre partie du tube où se produisent les fuites. la formation de cette pellicule absorbante est due sans doute au dépôt, sur le pied, des produits de l'ionisation du gaz.
Conformément à l'invention, on obtient la discontinuité du métal condensé à la surface du pied, ou sur toute autre partie du dispositif où les fuites électriques sont susceptibles de se produire, en pratiquant les éar tins de vide conformément à la méthode décrite ci-dessous, et aussi par une construction telle qu'on évite l'ionisation dans l'espace voisin du pied. Il semble que cette méthode de vidage doit son efficacité à l'action de l'eau qui subsiste dans le verre, et qui transforme l'oxyde délétère en hydrate. les nouvelles caractéristiques constructives, objet de l'invention, sont représentées sur les dessins joints dans lesquels : la Fig.l représente, en perspective, une réalisation d'un dispositif complet conforme à l'invention.
Ia Fig.2 représente, en perspective, les électrodes de ce dispositif à une échelle quelque peu agrandie, une partie de l'anode ayant été arrachée,
La Fig.3 est une vue partielle, en perspective, d'une modification de la ralisation ci-dessus, l'ampoule ayant été omise.
Se référant aux dessins, les dispositifs représentés Fig.l et com- prennent une enveloppe scellée 1, généralement en verre, sur le pied 2 de la-
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quelle sont montées des électrodes. Les conducteurs d'amenée des électrodes soit scelles dans le pied, et reliés aux contacts extérieurs d'un culot 3. Ainsi que représenté Fig., la cathode de l'appareil est constituée d'un filament 4 de forme générale rectiligne, et consistant, dans la réalisation particulière représentée, en un fil fin enroulé en spirale.
Cette cathode, qui peut être en tungstène est reliée à un support 5 servant de conducteur d'amenée du courant, qui est scellé dans le pied a L'extrémité opposée du filament cathodique est reliée au conducteur d'amenée scellé 7 Ainsi que représenté sur le dessin, les extrémités de la cathode peuvent être reliées à de court-fils de nickel de dia- mètre quelque peu supérieur, qui sont reliés eux-mêmes à des fils encore plus gros 5 et 7 L'anode 8 est de forme cylindrique et entoure la cathode pratique- ment sur toute sa longueur. L'anode porte, fixées à sa surface interne, quatre parois 10 disposées radialement, et dirigées vers la cathode.
L'anode est main- tenue par les gros fils de fixation 11 et 12 dont l'un traverse le pied et sert de conducteur d'amenée, Un second système de parois est disposé entre les parois 10; elles sont formées de plaques métalliques 9 et 13, incurvées de fa- çon que leurs prolongements soient disposés radialement, de la cathode filamen- -taire vers l'anode. Las parois 9 et 13 sont portées par une plaque 14 qui peut avec avantage, être prise circulaire, et qui est disposée au voisinage immédiat de l'extrémité inférieure de l'anode cylindrique 8 mais sans être en contact avec elle. Par suite, les parois 0 et 13 sont au même potentiel, et leur ensem- ble constitue l'électrode de commande ou grille de l'appareil.
L'anode et l'é- lectrode de comande peuvent être toutes deux en nickel, La plaque 14, ainsi que les grilles 9 et 3 sont maintenues par des fils 15 et 16, dont l'un est scellé à travers le pied ± et sert à appliquer les variations de potentiel à la grille. La plaque 14, qui porte une ouverture que traverse le fil cathodique, sert à empêcher que les électrons ne sortent de l'espace compris entre les éle trodes, et elle empêche ainsi la production de l'ionisation au voisingge du pied.
L'appareil comprend ani une capsule 17 formée de deux pièces métal- liques, doint l'une présente une cavité dans laquelle on place une petite quan- tité d'un mélange réactif capable de dégager un métal alcalin, tel que le cé- sium; on peut, par exemple, employer un mélange de chlorure de césium et de
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calcium métallique, ou de magnésium* la capeule 17 est maintenue en position convenable par un fil 18 fixé à 1'ardeainsi que représenté Fig.l et 2 la capsule 17 est situé¯e quelque peu au-dessus de l'anode, de telle sorte qu'elle puisse être chauffée indépendanment de cette anode, par un champ de haute fré- quence..
Conformément à l'invention, on ne doit pas soumettre l'ampoule à une cuisson à haute température, pendant le vidage, contrairement à la prati- que usuelle. Elle doit être chauffée pendant environ une demi-heure et à une température quelque peu inférieure à 300 C. Pendant ou après cette déshydra- dation partielle de l'ampoule les gaz peuvent être extraits des électrodes, en les chauffant par induction de courants à haute fréquence, ou de toute autre façon appropriée. L'air liquide est un agent quelque peu trop actif pour en- lever la vapeur d'eau dans le système de vidage préconisé; on emploi de préfé- rence une ampoule latérale contenant du pantoxyde de phosphore, au lieu du t piège à air liquide",et l'on doit prendre soin d'éviter l'introduction de pentozyde dans l'ampoule principale.
Il est probable que l'humidité qui demeu- re dans le verre par suite de cette méthode, transforme les tracesd'oxyde ou de métal alcalin déposées sur le pied en hydrate, et détermine ainsi un état superficiel défavorable.à la formation d'une pellicule continue, électrique* ment conductrice.
On doit, de préférence, recouvrir la cathode de tungstène d'une couche superficielle d'oxygène, en la chauffant dans une atmosphère d'oxygène ou d'air à faible pression, de manière à rendre sa surface capable d'adsorber une pellicule mince de césium, pendant l'opération. Par exemple, après le vi- dage, on peut introduire, dans l'ampoule, de 1'oxygène à une pression d'envi- ron 100 microns de mercure, puis chauffer le filament à environ 2,000 absolus, pendant environ une minute, de façon à créer une pellicule mince et adhérente d'oxygène.
On vide ensuite l'ampoule d'oxygène, et l'on chauffela capsule 17, de manière à dégager le césium. la. mince pellicule de césium adsorbée par la cathode lui permet d'omettre efficacement des électrons, lorsqu'elle est portée à une température d'environ 950 absolus, température qui serait autrement trop basse pour permettre à du tugane ordinaire, dans le vide, d'émettre une quantité appréciable d'électrons. Les phénomènes qui se produisent lors de
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l'émission d'électrons par une cathode de tungstène , en présence de vapeur de césium, on été décrits dans les "Procdéings of the Rayai Society, A Vol.107 p.61 1925; et dans "Physical Review, Vol.24, p.310. 1924". Il est donc inu- tile d'y revenir en détail dans ce qui suit.
Il est également avantageux que l'ampoule continneue source d'oxygène constituée, par exemple, par une petite pièce de cuivre oxydée, représentée en 19. En fonctionnement, une partie du césium réagit avec l'oxyde de cuivre pour former de l'oxyde de césiu et le mélange résultant de cé- sium et d'oxyde de césium élimine les gaz délétères, tels que l'hydrogène et l'oxyde de carbone, lorsqu'ils sont dégagés en faible quantité par les pièces en métal ou en verre de l'appareil.
L'écran 14 peut être de forme et de nature diverses, sans sortir du domaine de l'invention.
Sur la Fig. 3, on a représenté une forme modifiée d'écran 20, qui entoure le pied 2 et laisse l'électrode 21 (représentée seulement partiel- lement) non protégée d'autre part. Cet écran, ou bouclier 20 empêche, dans une large mesure, tout contact entre les produits d'ionisation et le pied, et as- sure ainsi la discontinuité des dépôts de métal alcalin qui se condensent sur le pied pendant le fonctionnement du dispositif.
On a fait fonctionner, de façon satisfaisante, comme amplifica- teurs, pendant 1.000 heures ou davantage, des dispositifs contenant du césium, et construits et vidés d'après la méthode décrite ci-dessus, l'anode étant por- tée à un potentiel de 60 Volts, et la grille étant reliées à l'extrémité né- gative du filament cathodique.