BE380832A - - Google Patents

Description

   <Desc/Clms Page number 1> 
 



  Demande de brevet autrichien en sa faveur du 27 Juin 1930. 



   Pour provoquer certains phénomènes lumineux, qui doi- vent être rangés soit dans la décharge luminescente, soit dans la décharge en arc, il est nécessaire de recouvrir une ou plusieurs électrodes d'un tube à décharge ou lampe, à atmosphère de gaz, avec des substances émettant des électrons, pour obtenir à basse température les effets lumineux désirés; contrairement aux tubes employés pour la téléphonie et la télégraphie sans fil, il se produit une ionisation des gaz ou vapeurs contenus dans le récipient. (Il va de soi que les substances déposées doivent, pour être rendues actives, être chauffées par des dispositifs appropriés).

   Il existe par 

 <Desc/Clms Page number 2> 

 suite certaines différences par rapport aux procédés et élec- trodes analogues connus de la technique des tubes à vide poussé, étant donné que dans des tubes à décharge à atmosphère de gaz, il faut encore observer des mesures de précaution particulières, qui assurent un fonctionnement prompt, sûr et régulier. Il importe entre autres beaucoup que les substances   émettrices   employées se trouvent dans le tube ou lampe dans un état tel qu'un dégagement de gaz ou vapeurs ne soit pas possible. Ceci est nécessaire parce que, dans toutes les cir- constances, il faut, dans de tels tubes à décharge, tubes lu- mineux ou lampes, empêcher toute souillure de l'atmosphère de gaz ou vapeurs. 



   La présente invention est basée sur la constatation que, si même il est connu en soi-même, depuis Wehnelt, d'em- ployer des revêtements d'oxyde alcalino-terreux et autres pour des électrodes chaudes, émettant des électrons, et si même il a été proposé d'employer comme tel à cet effet le bioxyde de baryum, qui se transforme en oxyde de baryum après dégagement de la moitié de l'oxygène qu'il contient, il ne suffit toutefois pas d'employer sans plus ces bioxydes et des bioxydes analogues, mais qu'il est nécessaire de les amener à un état stable, lorsque de telles électrodes incandescentes (de préférence des cathodes) doivent être employées dans des tubes à décharge ou tubes lumineux.

   Si on amène ces oxydes ou principalement le bioxyde de baryum et l'oxyde de baryum à un état tout à fait stable, il n'existe aucun danger d'une souillure extérieure des gaz, de qui est d'une grande impor- tance dans de tels tubes. Cet état stable diffère de l'état habituel, dans lequel ces oxydes sont employés dans des tubes à décharge d'électrons.; Il existe, il est vrai, beaucoup   .d'autres   oxydes qui seraient également stables à l'incandes- 

 <Desc/Clms Page number 3> 

 cence et qui ne cèdent pas d'oxygène ou n'en cèdent que dif- ficilement, mais ces oxydes ne possèdent pas la propriété favorable d'une forte émission d'électrons, comme les subs- tances que l'on obtient à partir de bioxyde de baryum comme matière première lors de son traitement suivant la présente invention. 



   On peut atteindre ces propriétés avantageuses en ob- tenant, par un chauffage suffisant, réalisé d'une manière toute particulière, et par une évacuation simultanée des pro- duits résultant de ce chauffage, un produit final stable dé- terminé. Ce produit contient, après que le procédé de chauffa- ge ou d'activation est terminé, probablement dans tous les cas du baryum, du sous-oxyde de baryum, éventuellement à côté      d'autres oxydes émetteurs d'électrons ou de leurs produits de décomposition qui ont été ajoutés (ou les éléments ou combinaisons équivalents du groupe des métaux alcalino-terreux). 



   Si l'on emploie du bioxyde de baryum seul, on obtient, lors du traitement suivant la présente invention, un produit d'une coloration brunâtre nette et caractéristique,qui, sui- vant toute apparence, consiste en baryum métallique et en sous-oxyde de baryum. Cette coloration est dans tous les cas nécessaire pour obtenir un revêtement stable à l'incandescen- ce, qui résiste aux décharges en arc, même dans des cas où d'autres oxydes stables y ont été initialement mélangés.

   Il ne suffit pas d'employer des revêtements d'oxydes ordinaires pour des tubes à décharge à atmosphère de gaz ou des tubes lumineux, qui sont rendus lumineux par une décharge en arc, mais il faut toujours que tout au moins l'élément constitu- tif, de coloration foncée, d'oxyde de baryum ou de baryum métallique soit nettement visible et perceptible; c'est par cette différence de coloration que cette substance se 

 <Desc/Clms Page number 4> 

 distingue nettement des autres revêtements habituels blancs. 



   Le produit de réaction obtenu, qui renferme probable- ment du baryum métallique, renferme probablement aussi du sous-oxyde de baryum, comme il a été décrit dans un article de   M.A.   Guntz (Annales de Chimie et de Physique 1907 (8), (10), pages 437 et suivantes), intitulé: "Sur la préparation du baryum", sous forme de substance brune. (La substance ainsi obtenue peut, dans certaines conditions, également être employée dans des tubes de télégraphie et téléphonie sans fil). 



   Ce produit possède la propriété de réduire également certains oxydes, qui participent à l'émission d'électrons, par exemple de transformer l'oxyde de thorium en thorium mé- tallique fortement émetteur qui, étant donné qu'à la tempéra- ture de marche des tubes à décharge, il n'est pas porté à beaucoup plus de 1000 C, donne un revêtement superficiel pour électrode, stable à l'incandescence et bien adhérent. 



   L'oxyde de zircon, pour lequel la réduction par le produit à base de baryum n'a pas lieu, reste non modifié. 



  Etant donné que l'oxyde de zircon est, comme il est connu, également émetteur d'électrons, mais ne cède pas d'oxygène et ne produit par suite pas de souillure, il ne peut par sui- te pas devenir dangereux pour les gaz nobles remplissant le tube. 



   Dans tous les cas, il y a lieu de veiller à ce qu'il se produise la formation et l'obtention pyrogénée du sous-oxy- de de baryum ou de baryum métallique, c'est-à-dire de la substance caractérisée plus haut par sa coloration. 



   Il a parfois été recommandé, dans les tubes pbur té-   légraphie   et téléphonie sans fil, de produire dans le tube des substances métalliques émettant des électrons et d'en   - il ---    

 <Desc/Clms Page number 5> 

 recouvrir les parties métalliques; toutefois, on ne peut, dans le cas présent, employer des procédés de ce genre, parce qu'ils conduiraient à recouvrir d'un revêtement métallique, non seulement la ou les électrodes, mais tout le système disposé à l'intérieur du tube. 



   Pour produire des .revêtements appropriés., qui doivent rester stables sous l'action de décharges en marche de régime, durant un temps prolongé (par exemple de décharges en arc durant des centaines d'heures), il y a lieu de veiller à un état et à une nature appropriés des matières premières. Il faut, en ayant toujours en vue   l'état   final du revêtement, choisir l'état de la matière première de telle façon que le revêtement final, solide et durable, soit assuré.

   Par suite, si pn dépose les bioxydes émettant des électrons, séparément ou en mélange, on leur donnera avantageusement une dimension déterminée de   particules,  et cette dimension des particules doit en moyenne être inférieure à 0, 004 mmo de diamètre, ou encore être plus petite; cet ordre de grandeur est choisi de telle manière que le mouvement moléculaire brownien des particules en suspension puisse se produire. 



   La réduction, à l'état finement divisé, des bioxydes de baryum, strontium ou calcium, auxquels on mélange éven- tuellement aussi d'autres oxydes émetteurs d'électrons, qui doivent posséder des propriétés déterminées (comme il a été précédemment mentionné), peut être réalisée par broyage et par une transformation subséquente éventuelle en   schlamms.   



   Toutes ces opérations doivent s'effectuer autant que possible à l'abri de l'air, d'acide carbonique,d'eau et de vapeur d'eau. 



    . Il est   décrit ci-après un exemple de réalisation du 

 <Desc/Clms Page number 6> 

 procédé suivant l'invention, dans lequel on peut employer du bioxyde de baryum comme matière première. Le bioxyde de baryum est broyé finement, et de préférence au mouillé, en utilisant de préférencedel'acétate d'amyle comme liquide de suspension. Pour assurer l'adhérence d'une telle suspension au corps émetteur, on peut y ajouter un peu de solution de celloidine.

   Par exemple, on broie convenablement 3 parties de bioxyde de baryum, 20 parties d'acétate d'amyle   et µ   partie d'une solution à 10 % de celloïdine dans de l'acétone, à savoir de telle manière que les dimensions des particules soient en moyenne inférieures à 0, 004 mm. de diamètre, ce qu'on peut obtenir par un broyage très lent et par une filtration subséquente à travers un filtre approprié. Si on dépose cette suspension à l'état finement pulvérisé sur la ou les électrodes, en veillant à ce qu'une couche soit complètement sèche avant de commencer le dépôt de la couche suivante, on peut facilement obtenir des couches d'une épaisseur de quelques 1/100 à   1/lOème.   de mm., qui peuvent être utilisées dans de bonnes conditions.

   Si on monte la ou les électrodes ainsi préparées dans le tube et si, après chauffage préalable ou cuisson du tube à environ 400 , on fait le vide avec une pompe fonctionnant bien (un vide aussi poussé que possible), on peut alors procéder à l'activation du revêtement; on peut observer que par un chauffage de ce revêtement, effectué avec précaution, il se produit d'abord un dégagement de gaz, à 600-800 . Ceci est en effet la température à laquelle se dégage la moitié de l'oxygène du bioxyde de baryum. Par un accroissement ultérieur de la température, accroissement qui peut aller jusqu'à environ   1000 C,   on élimine en partie l'oxygène encore restant; le revêtement primitivement blanc .devient finalement plus foncé et parait commencer à couler. 

 <Desc/Clms Page number 7> 

 



   Il est avantageux de produire alors un chauffage de courte durée, durant quelques secondes, de la ou des électrodes, à une température encore plus élevée, en chauffant dans certains cas à peu près jusqu'à la température de fusion du nickel. 



   Après que l'activât ion est terminée, -activation pendant laquelle on maintient un vide aussi poussé que possible et on évacue les gaz qui se dégagent-, il reste sur la ou les électrodes un revêtement brun foncé, qui ne cédera plus aucun gaz. Ce revêtement est celui qu'on désire et est stable même dans l'arc. 



   Après que le tube a alors été rempli de gaz, par exem- ple de néon sous une pression de 1 à 10 mm. de mercure, on peut appliquer la tension nécessaire, qui dépend de la cons- truction du tube, après quoi, aprèsla mise en service des électro- des incandescentes, il se produit la décharge en arc, accom- pagnée d'un phénomène lumineux intenseo 
Pour obtenir une adhérence tout à fait sûre et durable du revêtement à son supporta il est recommandable, dans beau- coup de cas, d'ajouter une petite partie d'un métal diffici- lement fusible, ou d'une combinaison décomposable de celui-ci, à la combinaison principale émettant des électrons, ce qui assure une meilleure adhérenceo Par exemple, on peut, aux 
3 parties mentionnées plus haut de bioxyde de baryum, mélan- ger 0,2 partie d'oxyde de nickel, pour atteindre l'effet dé- siré.

   On peut encore incorporer d'autres substances à la subs- tance de base, sans que l'effet d'émission soit influencé de façon nuisible; il est ainsi même parfois influencé de façon très favorable. 



   On peut également mélanger à la substance de base (dans l'exemple décrit, le bioxyde de baryum) un peu d'oxyde de thorium finement divisé, et faire ainsi la constatation 

 <Desc/Clms Page number 8> 

 suivante: 
On ajoute par exemple, à la quantité mentionnée plus haut de la substance de base, dans certaines conditions la même quantité d'oxyde de thorium, mais de préférence en- viron 1/3 de la quantité de bioxyde de baryum employée, et on procède de la manière décrite plus haut. On peut constater que, par la formation probable de baryum métallique ou de sous- oxyde de baryum, il se produit également une réduction de l'oxyde de thorium, à savoir en thorium métallique qui, comme il est connu, présente une émission favorable d'électrons et permet un chauffage assez élevé du revêtement. 



   En effet, le revêtement, qui était d'abord blanc et devient ensuite brun foncé,- ce qui correspond à la formation de baryum métallique ou de sous-oxyde de baryum ou des deux-,   réduira   l'oxyde de thorium présent en thorium métallique, et ensuite, par chauffage ultérieur et par décomposition de l'oxyde de baryum, du baryum métallique restant s'alliera avec le thorium métallique et constituera une bonne couche, émet- trice d'électrons et bien adhérente, d'une coloration à peu près noire. 



   On peut également mélanger d'autres oxydes,   qui   émet- tent des électrons, au métal de base ; il faut toutefois pren- dre soin d'utiliser des oxydes ou combinaisons qui, après avoir été portés à l'incandescence, ne sont plus susceptibles de se décomposer aux températures employées, par exemple de l'oxyde de zircon, qui reste comme tel dans le revêtement. 



   On peut choisir la quantité de la substance d'addi- tion employée sensiblement égale à la quantité de l'addition d'oxyde de thorium. 



   L'oxyde de cérium, ajouté en petites quantités, pa- raît également exercer une influence favorable sur la décharge 

 <Desc/Clms Page number 9> 

 en arc, même si la quantité ajoutée est très faible. Il suffit de quelques centièmes pour 3 parties de bioxyde ini- tial pour provoquer des effets très favorables, 
Il est clair qu'il existe beaucoup d'autres variantes, si l'on considère et emploie les oxydes actifs mentionnés par Wenhelt; il va de soi que le calcium et le strontium et leurs combinaisons peuvent également entrer en ligne de compte. 



   Des oxydes actifs de ce genre sont mentionnés dans l'article de Wehnelt, intitulés uDe   démission   d'ions néga- tifs à partir de combinaisons métalliques incandescentes et des phénomènes qui en résultent" (Ann. der Physik,   Vol.IV   . 



    1904,   n  8, page 429). 



   Les substances décrites, émettrices d'électrons, peu- vent également être employées dans des tubes pour   t@légraphie   et téléphonie sans fil. 

**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.

Claims (1)

1. - REVENDICATIONS S- 1.- Tube à décharge ou tube lumineux à atmosphère de gaz, avec au moins une électrode incandescente, comportant un revêtement émettant des électrons à basse température, caractérisé en ce que la partie du .revêtement, susceptible d'émettre des électrons, consiste pour une part importante en une substance, dont la coloration s'écarte du blanc et est de préférence brunâtre, qui renferme des métaux alcali- no-terreux (de préférence du baryum) ou des combinaisons oxygénées des métaux alcalino-terreux (du baryum) ou des mélanges de ces métaux et de leurs combinaisons oxygénées et qui, même lors de décharges de longue durée, se produi- sant en marche de régime, dans le tube (dans certains cas pour une décharge en arc) ne met en liberté aucun gaz, en <Desc/Clms Page number 10> particulier pas d'oxygène,

   de sorte que l'efficacité du re- vêtement de l'électrode au point de vue de l'émission des électrons reste stable.

   2.- Tube à décharge suivant la revendication 1, ca- ractérisé en ce que le revêtement de l'électrode incandescen- te renferme du sous-oxyde de baryum brun.

   3.- Tube à décharge suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le revêtement de l'électrode incandes- cente renferme également des substances possédant de bonnes propriétés émettrices (par exemple de thorium), dont la com- binaison oxygénée peut être réduite par le métal alcalino- terreux du revêtement, de préférence par le baryum, ou ren- ferme des alliages de ces substances.

   4.- Tube à décharge suivant la revendication 1, 2 ou 3,caractérisé en ce que le revêtement de l'électrode in- candescente contient également, en mélange, des oxydes à propriétés émettrices (par exemple de l'oxyde de zircon, de l'oxyde de cérium et analogues), qui, aux températures de marche de régime du tube, ne sont pas susceptibles d'être décomposés et ne cèdent pas d'oxygène.

   5. - Procédé pour la fabrication d'électrodes incan- descentes, recouvertes d'un revêtement émettant des électrons, pour des tubes à décharge suivant les revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le revêtement, stable en marche de ré- gime, est obtenu par une élimination suffisante d'oxygène à partir d'une couche, déposée sur l'électrode et renfermant des bioxydes alcalino-terreux, de préférence du bioxyde de baryum.

   6. - Procédé suivant la revendication 5, caractérisé en ce que l'oxygène est éliminé par chauffage, sous le vide, <Desc/Clms Page number 11> de la couche renfermant des bioxydes alcalino-terreux.

   7.- Procédé suivant la revendication 6, caractérisé en ce qu'on oblige d'abord la couche, renfermant des bioxydes alcalino-terreux, par un chauffage prolongé, sous le vide, à une température relativement basse, à céder une partie des gaz et ensuite on la fait passer, par un chauffage à une température encore plus élevée, qui ne dépasse toutefois pas 1000 C, à l'état final stable.

   8.- Procédé suivant la revendication 7, caractérisé en ce qu'on chauffe la couche, renfermant du bioxyde de baryum, d'abord pendant un temps prolongé sous le vide à une température d'Environ 600-800 C, de préférence à environ 1000 C, et ensuite, dès qu'elle paraît commencer à couler, on la chauffe pendant quelques secondes à une température encore plus élevée, qui peut atteindre presque la température de fusion du nickel.

   9.- Procédé suivant la revendication 5, caractérisé en ce que la couche, qui est déposée sur l'électrode, ren- ferme les bioxydes alcalino-terreux à l'état finement divisé, en suspension, la grandeur des particules étant en moyenne si petite qu'il peut se produire un mouvement moléculaire brownien des particules.

   10.- Procédé suivant la revendication 5 ou 9, carac- térisé en ce que la grandeur moyenne des particules des bio- xydes alcalino-terreux, en suspension dans la couche, est inférieure à 0,004 mm.

   11.- Procédé suivant la revendication 5, ou 6-10, caractérisé en ce que la couche,déposée sur l'électrode, contient des combinaisons oxygénées de métaux possédant de bonnes propriétés au point de vue de l'émission d'électrons <Desc/Clms Page number 12> (par exemple de thorium), combinaisons qui peuvent être ré- duites par un métal alcalino-terreux, de préférence par du baryum.

   12.- Procédé suivant la revendication 5 ou 6-11, caractérisé en ce qu'à la couche, à déposer sur l'électrode, sont également mélangés des oxydes susceptibles d'émettre des électrons, qui, aux températures de marche de régime du tube ou en-dessous de ces températures, ne sont pas suscep- tibles de se décomposer et ne cèdent pas d'oxygène.

   13.- Procédé suivant la revendication 5 ou 6-12, caractérisé en ce qu'on ajoute à la couche, à déposer sur l'électrode, de faibles quantités d'un métal difficilement fusible ou d'une combinaison chimique d'un tel métal (par exemple l'oxyde de nickel), ne gênant pas l'émission stable du revêtement.