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Procédé de fabrication d'électrodes photo-électriques.
Il est connu de munir les cellules photo-électriques ou d'autres tubes à décharges, d'une électrode photo-électrique sensible formée d'une couche d'oxyde métallique appliquée à l'endroit destiné à cette électrode. Habituellement, on forme cette couche d'oxyde métallique en appliquant à cet endroit une couche métallique, par exemple en argent, qui est ensuite oxydée superficiellement ou entièrement, ce qu'on effectue d'ordinaire par une oxydation cathodique dans une atmosphère contenant de l'oxygène.
Après la formation de la couche d'oxyde métallique et, éventuellement, après l'enlèvement de l'excès d'oxygène, un métal photo-électrique, habituellement un métal alcalin ou alca-
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lino-terreux, est introduit dans le tube qui est ensuite soumis à un traitement tel que l'oxyde métallique soit réduit par le métal photo-électrique. Il se produit ainsi une couche contenant un mélange d'oxyde alcalin ou alcalino-terreux et de particules du métal réduit. On peut augmenter la sensibilité de l'électrode en prenant soin que ce mélange contienne, en outre, des particules du métal photo-électrique lui-même. Sur la couche mixte il se dépose une mince couche du métal photo- électrique. La sensibilité est maximum si cette dernière couche métallique est monomoléculaire ou même est occupée d'une façon encore moins dense.
Ensuite, l'excès de métal photo-électrique introduit dans le tube est enlevé, ce qu'on peut effectuer en retirant l'excès de métal du tube ou en le fixant à l'intérieur de ce dernier. On peut retirer l'excès de métal du tube à l'aide d'une pompe en soumettant le tube en même temps à un chauf- fage. On peut fixer l'excès de métal à l'intérieur du tube à l'aide d'une substance neutralisant le métal photo-électrique, par exemple du carbone qui absorbe le métal, un composé tel que l'oxyde de plomb qui produit avec le métal photo- électrique une réaction chimique, ou un métal, par exemple de l'étain ou du plomb, qui s'allie avec l'excès de métal photo-électrique.
Il est évident que l'enlèvement de l'excès de métal photo-électrique complique la fabrication du tube; d'autre part, plusieurs des procédés connus pour neutraliser cet excès, entraînent de grands inconvénients. Ainsi, l'enlèvement à l'aide d'une pompe nécessite le chauffage du tube. Ce chauffage peut entraîner des risques pour l'électrode photo-électrique car, chauffée à une température trop élevée, l'électrode perd
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sa structure favorable et, par conséquent, sa grande sensibilité. Lors de la fixation de l'excès de métal photo-électrique à l'intérieur du tube, il se dégage souvent des gaz qui réduisent la sensibilité de l'électrode photo-électrique, plus particulièrement si cette dernière est munie d'une couche métallique photo-électrique monomoléculaire.
Conformément à l'invention, on obvie à ces inconvénients en dégageant d'un support, après que le vide a été fait à l'intérieur du tube, dans ce dernier ou dans un réservoir latéral communiquant avec l'intérieur du tube, une quantité de métal photo-électrique assez faible pour que tout ce métal puisse être absorbé par l'électrode photo-électrique, de sorte qu'il n'est pas nécessaire d'éliminer un excès de métal photo-électrique.
Ce dosage du métal photo-électrique peut être réalisé de différentes manières.
On peut utiliser, par exemple, une substance pouvant adsorber le métal photo-électrique. Si ce métal est constitué, par exemple, par un métal alcalin tel que le césium, il est avantageux d'utiliser de l'oxyde de zirconium, de l'oxyde de magnésium et du fluorure de calcium. Une quantité déterminée de cette substance adsorbante peut être renfermée dans un réservoir latéral séparé du tube par une paroi fragile, par exemple un tube capillaire à bille. Lorsque ce réservoir latéral est mis en communication avec un récipient renfermant un métal alcalin tel que le césium, et dont la température est légèrement inférieure à celle du réservoir latéral, une partie du métal alcalin est adsorbée par la substance adsorbante.
Puis, la communication entre le réservoir latéral et ce récilient est interrompue et, après la formation de la couche d'oxy
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de métallique à l'intérieur de la cellule photo-électrique, on détruit la cloison entre le tube et le réservoir latéral.
Puis, on remet en liberté le métal alcalin adsorbé en chauf- fant ce réservoir, le métal libéré étant expulsé dans le tube à décharges, après quoi l'oxyde métallique est réduit de la manière décrite ci-dessus et le métal photo-électrique se dépose sousforme d'une mince couche sur la couche produite au cours de la réduction et, éventuellement, pénètre dans cette couche.
Il est évident que la quantité de métal photo-élec- trique qu'il faut introduire dans le tube, dépend des dimen- sions de l' électrode à fabriquer et de la quantité d'oxyde métallique à réduire. D'autre part, la quantité de métal photo- électrique introduite, dépend de la quantité et de la nature de la substance adsorbante. La quantité de substance adsorban- te qu'on doit utiliser peut être déterminée expérimentalement de façon simple pour tout genre d'électrode photo-électrique.
Il n'est pas toujours nécessaire d'expulser le métal photo-électrique adsorbé du réservoir latéral par chauffage.
Souvent il est possible de transporter la substance adsorbante avec le métal photo-électrique qu'elle a adsorbé, du réservoir latéral au tube à décharges et de libérer ensuite ce métal.
On peut réaliser ceci, par exemple, dans le cas où l'on utilise comme substance adsorbante de l'oxyde de zirconium qui adsorbe le césium très facilement. On peut aisément déplacer la poudre (qui, après l'adsorption, a une couleur bleue) dans le vide, par exemple en secouant le réservoir.
La poudre d'oxyde de zirconium peut aussi être com- primée en une pastille qui peut être aisément transférée du réservoir latéral au tube à décharges.
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Pour augmenter le pouvoir adsorbant de la substance utilisée, il est fréquemment avantageux de volatiliser et de déposer cette substance dans le vide. Si, par exemple, un fil à incandescence revêtu de fluorure de calcium, est disposé dans le-réservoir latéral mentionné ci-dessus et si après que le vide a été fait dans le réservoir, ce fluorure de calcium est volatilisé, il se dépose sous une forme telle qu'il possède un pouvoir adsorbant très élevé.
On peut obtenir le métal photo-électrique destiné à être introduit dans le tube, par une décomposition contrôlée d'un composé de ce métal. Si, par exemple, on introduit dans le tube une plaque métallique sur laquelle se trouve un composé, par exemple du chlorure ou de l'iodure de césium, et si l'on dispose en face de cette plaque un filament émettant des électrons (cathode en tungstène ou en tungstène thorié) dont le potentiel est négatif par rapport à celui de cette plaque, un flux d'électrons peut être envoyé à travers ce composé, ce qui a pour..résultat que ce dernier est décomposé par électrolyse. Le réglage exact de la quantité d'électricité traversant le composé permet de libérer à l'intérieur du tube une quantité exactement déterminée du métal photo- électrique.
Dans ce cas il est avantageux que l'organe sur lequel se trouve le composé, consiste en un métal qui s'unit à la partie du composé décomposé qui reste en arrière. Lorsqu'on utilise, par exemple, des halogénures alcalins, il est avantageux d'employer de l'argent qui fixe l'halogène dégagé.
La décomposition du composé peut être effectuée dans beaucoup de cas par irradiation. Ainsi, par exemple, du chlorure de césium et du chlorure de sodium sont décomposés à l'aide de rayons X. On peut obtenir dans ce cas le dosage
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voulu du métal alcalin en réglant l'intensité et la durée de l'irradiation.
Il est aussi possible d'effectuer la décomposition par chauffage. On peut utiliser dans ce cas, par exemple, des composés de graphite. Le graphite se combine, comme on le sait, stoechiométriquement avec le potassium pour former une substance qui, selon le procédé de production, peut être représentée par la formule CgK ou C16 K, ces composés ayant, respectivement, une couleur rouge cuivré et bleu noirâtre. On connait des composés analogues de rubidium et de césium. Ces composés de graphite sont décomposés quantitativement par chauffage de sorte qu'ils forment un moyen très convenable de libérer à l'intérieur du tube à décharges une quantité dosée de métal alcalin. Dans ce cas on peut procéder comme suit: un morceau de graphite est disposé dans le réservoir latéral décrit ci-dessus, entre deux bornes munies de conducteurs d'amenée de courant.
Après avoir fait le vide à l'intérieur de ce réservoir, on y introduit du potassium qui se combine avec le graphite, l'excès de potassium étant enlevé à l'aide d'une pompe. Après interruption de la communication avec le récipient renfermant le potassium, le réservoir latéral est mis en communication avec le tube à décharges. Lorsqu'on envoie un courant électrique à travers ce composé de graphite, ce dernier est chauffé à un degré tel qu'il se décompose quantitativement, le potassium étant, par conséquent, libéré.
Dans ce cas, il est également possible de doser la quantité de métal alcalin à introduire dans le tube, en utilisant une quantité de graphite déterminée expérimentalement.
Au lieu de le placer dans un réservoir latéral, il est! aussi possible de disposer le graphite dans le tube, à savoir
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devant l'orifice de sortie du canal reliant le tube au récipient renfermant le métal alcalin. Ce récipient est chauffé dans ce cas à une température légèrement supérieure à la température ambiante, ce qui a pour résultat que le métal alcalin est transféré par distillation du récipient au tube. Pour les pressions de vapeur régnant à cette températu- re, le métal alcalin se déplace sensiblement sous forme de- rayons moléculaires de sorte que chaque atome alcalin frappe le graphite disposé devant 1''orifice de sortie.
La quantité de graphite est choisie de telle façon que même pour une forte sous-saturation de métal alcalin, le graphite contienne encore un excès de métal alcalin par rapport à la quantité requise pour la cathode photo-électrique. Après la formation du composé graphite-alcali, qui est, par conséquent, non saturé dans ce cas, il est décomposé thermiquement, par exemple par le passage d'un courant électrique dont on peut aisément déterminer par expérience l'intensité et la durée nécessaire pour dégager une quantité exactement dosée de métal alcalin.
En outre, la quantité exacte de métal photo-élec- trique peut aussi être introduite dans le tube à décharges à l'aide de métaux pouvant former avec le métal photo-électrique un alliage, duquel ce métal peut être libéré par chauffage. Il est avantageux d'utiliser dans ce cas, par exemple, de l'étain et du plomb. Ces métaux peuvent être appliqués, par exemple, sur un filament à incandescence hélicoidal constitué par un fil de fer, ce filament pouvant être disposé de la manière décrite pour le graphite devant l'orifice de sortie du canal établissant la communication entre le tube à décharges et un récipient renfermant le métal alcalin. Les molécules alcalines frappent dans ce cas l'étain ou le plomb qui les absorbent.
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Subséquemment, la quantité exacte de métal alcalin peut être libéréeà l'intérieur du tube par un chauffage contrôlé de l'alliage produit.
Le métal photo-électrique est libéré après que le vide a été fait à l'intérieur du tube, car si l'opération du vide était effectuée en même temps une proportion non-contrô- lable de la substance photo-électrique serait enlevée du tube.
Une circonstance favorable dans l'exécution du procédé suivant l'invention est que la quantité de métal photo-électrique introduite dans le tube ou se produisant dans ce dernier, peut varier dans des limites déterminées, car la couche mixte décrite ci-dessus (des particules métalli- ques et des particules de l'oxyde du métal photo-électrique) peut absorber des quantités légèrement- variables de métal photo-électrique. Le procédé se prête, par conséquent, à être réalisé industriellement.
L'invention n'est pas limitée à la fabrication d'élec- trodes photo-électriques de cellules photo-électriques mais elle s'étend également à la fabrication d'électrodes de ce genre pour d'autres types de tubes à décharges.