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Cathodes à revêtement.
Cette invention se rapporte à des tubes à décharge élec- trique à atmosphère gazeuse et plus spécialement aux cathodes de ces tubes.
Dans beaucoup de cas, il est important que le potentiel nécessaire pour amorcer une décharge à travers le tube et le potentiel nécessaire pour y maintenir une décharge après son amorçage soient l'un et l'autre aussi bas que possible. Un bas potentiel d'amorçage est désirable pour que la décharge puisse prendre naissance sur les circuits d'alimentation usuels; un bas potentiel de régime est désirable pour que l'énergie dépensée dans le tube lorsqu'un courant déterminé passe au
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travers de celui-ci soit aussi faible que possible.
Il est connu qu'on peut réduire l'un et l'autre de ces potentiels concurremment, en remplaçant les métaux ordinaires par des substances extrêmement électropositives pour les cathodes; dans ce but on a proposé de revêtir une cathode composée de métaux ordinaires d'une couche de substances électropositives, telles que les métaux alcalins ou alcalino-terreux, on les oxydes alcalino-terreux tels que ceux employés pour l'émis- sion thermoêonique. Toutes ces substances, lorsqu'elles sont exposées à l'atmosphère réagissent avec l'air pour former des substances moins électropositives qui n'ont que peu ou pas d'effet pour la réduction du potentiel de décharge.
Par consé- quent, dans la fabrication de tubes de décharge pourvus de cathodes aussi .sensibles., il est nécessaire d'empêcher l'accès de l'air au tube entre le moment de la formation de la surface sensible et celui du scellement final.
On a trouvé que des cathodes caractérisées par de bas potentiels de régime peuvent être préparées de façon à con- server leurs propriétés, même après exposition à l'atmosphère.
On peut obtenir des cathodes de ce genre en faisant réagir des composés appropriés des métaux alcalino-terreux avec du nickel, du fer ou certains de leurs alliages, par un traite- ment convenable par la chaleur. Mais les cathodes de ce genre ne sont pas "sensibles" dans le même sens que celles revêtues de métaux alcalins, car le potentiel d'amorçage n'est pas sensiblement plus bas que celui obtenu au moyen des cathodes ordinaires; seul, le potentiel de régime est plus bas. Toute- fois, dans certains cas, le potentiel d'amorçage n'a pas d'im- portance et le potentiel de régime seul est Intéressant.
Ainsi, dans les redresseurs de courants biphasés du type bien connu
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dans lequel deux anodes sont intimement associées à la même cathode enfermée dans un récipient unique, le potentiel né- cessaire pour amorcer la décharge est le double du potentiel de pointe du courant fourni redressé, et est fréquemment suf- fisant même lorsqu'on emploie des cathodes non sensibilisées.
D'autre part, un bas potentiel de régime est important, car il donne lieu à une faible perte d'énergie dans le redresse- ment.
Suivant l'invention, des cathodes caractérisées par des potentiels de régime notablement plus bas que ceux des métaux ordinaires sans être sensiblement plus élevés que ceux des métaux alcalins et qui sont également stables lorsqu'elles sont exposées à l'atmosphère, sont obtenues en revêtant les cathodes métalliques de nickel, de fer ou leurs alliages, de composés appropriés de métaux alcaliho-terreux et en les soumettant à un traitement sous l'action d'une chaleur con- trôlée, de manière que le composé réagisse avec les cathodes métalliques en formant un nouveau composé qui contient à la fois le métal alcalino-terreux et le nickel ou le fer.
Il doit être entendu que le procédé est entièrement dif- férent de celui dans lequel des cathodes d'oxydes alcalino- terreux sont préparées, comme dans le procédé original de Wehnelt, en chauffant un composé alcalino-terreux sur un support métallique. Dans le procédé Wehnelt la couche restant sur le support métallique était de l'oxyde alcalino-terreux presque pur et ne consistait pas en un composé contenant à la fois le métal alcalino-terreux et celui du support. La formation de ces composés complexes est propre à la présente invention.
On a prétendu souvent aussi, que le succès des différen- tes méthodes de préparation de cathodes à oxydes pour tubes . décharges thermoioniques dépend de la réaction entre le re-
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vêtement d'oxyde et le métal recouvert. Mais il ne semble pas qu'on ait suggéré que des cathodes préparées de cette manière seraient utilisables dans des tubes à décharge à atmosphère gazeuse ni que plusieurs de ces méthodes seraient applicables des corps de la forme nécessaire.
Une méthode avantageuse pour la préparation-de cathodes suivant cette invention est décrite ci-dessous. Les électro- des, qui peuvent être faites en nickel, sont revêtues d'une couche de nitrate de barium humide qu'on sèche soigneusement par chauffage. Les électrodes ainsi revêtues sont alors pla- odes dans un four à vide de toute forme convenable et chauf- fées soigneusement Jusqu'à 750 C environ pendant à peu près une demi-heure et ensuite refroidies. Pendant le chauffage, le revêtement de nitrate de barium réagit avec le nickel et change de couleur. Le chauffage est réglé de telle manière que le revêtement produit présente une couleur brun rougeâtre.
Si la température à laquelle les électrodes sont chauffées est trop basse, la couleur du revêtement est généralement noire et cristalline, tandis que si la température est trop élevée, la couleur est gris-plomb ou blanche et les revêtements ainsi produits ne sont pas satisfaisants. La composition exacte du composé de barium brun-rougeâtre n'a pas été établie. Les électrodes obtenues par le traitement sous l'action d'une chaleur régies décrit ci-dessus, peuvent être exposées à l'air pendant leur montage dans les tubes de décharge électrique sans effet préjudiciable sur leur état ultérieur.
Pour com- pléter la fabrication d'un tube de décharge, le vide est fait dans celui-ci après montage des électrodes, puis le tube est soumis à la cuisson de la manière connue, après quoi on admet une charge de gaz rare et on fait passer une décharge élec- trique pour chauffer les électrodes à la température du rouge @
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sombre jusque ce qu'il ne se produise plus de dégagement de gaz. La charge de gaz est alors évacuée, puis on remplit le tube d'un gaz approprié et on effectue le scellement de la manière connue.
Bien qu'il soit préférable que le traitement des électro- des revêtues sous l'action d'une chaleur réglée ait lieu dans un four à vide, ceci n'est pas essentiel et on a trouvé qu'il est possible d'obtenir des résultats satisfaisants en chauf- fant les électrodes revêtues au contact de l'air. En outre, bien qu'il soit préférable d'employer des électrodes de ni- ckel, on peut également utiliser des électrodes en alliages de nickel, en fer ou en alliages de fer.