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" Electrode pour tubes à décharges électriques " La. présente invention est relative aux électrodes pour tubes à décharges électriques ,plus particulièrement pour ceux à atmosphère gazeuse, pour où on entend en l'espèce non seulement des tubes remplis d'un'ou de plusieurs gaz, mais aussi des tubes contenant une ou plusieurs vapeurs ou un mélange de gaz et de vapeur.
Il est connu de recouvrir la surface d'un fil ou tube métallique, par exemple en nickel, d'une substance émettrice d'é- -leetrons. Toutefois ces électrodes présentent l'inconvénient de ne retenir à leur surface qu'une quantité assez faible de substance émettrice d'électrons.
De plus on a déjà proposé de cuire un mélange d'un métal réfractaire, ( tel que le tungstène ) et d'une matière émettrice d'électrons telle que l'oxyde de baryum. Toutefois, ces électrodes ont une résistance spécifique très élevée, parce que les parti- -cules métalliques sont séparées les unes des autres par les par- -ties de la matière émettrice d'électrons.
L'électrode faisant l'objet de la présente invention/?/
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est constituée par une pièce poreuse en métal réfractaire tel que le tungstène ou le molybdène, qui est imprégnée avec une substance à forte émission d'électrons. Quand on utilise le tungstène comme matière constituante de la pièce poreuse , on donne à cette dernière une porosité telle que sa densité soit comprise entre 10 et 16 grs/ cm3, On a obtenu de très bans résultats avec une densité de I3 grs/cm3. Du fait que les parties du métal réfractaire constituant la pièce poreuse ne sont pas séparées les unes des autres par des particules de la matière émettrice, la résistance électrique de l'élec- -trode est faible.
Comme la pièce constituée par le métal réfractaire est poreuse non seulement à sa surface, mais intégralement, l'électrode imprégnée contient une très grande quantité de matière émettrice.
On peut établir la pièce poreuse en comprimant une certaine quantité de poudre d'un métal réfractaire , tel que le tungstène, dans une atmosphère réductrice à un point tel qu'on obtienne une pièce métallique poreuse. Quand on utilise la fine poudre métallique/utilisée aussi dans la fabrication des fila- -ments en tungstène, on ne procèdera pas à la cuisson de la poudre comprimée, comme on le fait dans la fabrication de filaments.. Quand on utilise de la poudre métallique à gros grains on peut aussi procéder à une cuisson déterminée de la poudre comprimée, ce qui donne une pièce poreuse plus rigide.
On peut établir l'électrode comme suit : On part de poudre de tungstène qu'on utilise aussi dans la fabrication de filaments pour lampes à incandescence. L'état granulaire de la poudre est tel qu'on peut la passer au tamis à mailles fines ( environ 6400 mailles par am2 ) après quoi on lui donne à la presse la forme voulue. Puis on porte la pièce à incandescence dans l'hydrogène , de sorte que l'on obtient une scorie assez rigide.
Puis on ne soumet pas cette pièce à la cuisson, comme on le fait dans la fabrication de tiges de
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tungstène, qui sont étirées en forme de fil.La densité du corps de tungstène ainsi établi est d'environ I0,9 grs par cm3 et la porosité est d'environ 43% ( c.a.d. que 43% du vo- -lume du corps sont occupés par l'air ), la résistance spéci- -fique étant d'environ So.I0-6 chms/cm,
Puis on imbibe ce corps poreux d'un composé tel que l'hydrate de baryum fondu. Du fait de la forte porosité du corps de tungstène l'imprégnation s'effectue jusqu'à une grande profondeur. Après montage d'une paire d'électrodes dans un tube à décharges on peut faire jaillir une décharge à arc entre ces électrodes, de sorte que l'hydrate de baryum se décompose par suite du chauffage.
Cette décomposition peut s'effectuer aussi à l'aide d'un courant à haute fréquence.
On extrait à la pompe la vapeur d'eau dégagée, tandis que l'o- -xyde de baryum à pouvoir émissif d'électrons reste dans le corps de tungstène .
Ces électrodes donnent de bons résultats mais leur structure est assez faible et leur résistance spécifique est toujours relativement élevée. Si on chauffait le corps cons- -titué par la poudre de tungstène fine jusqu'au point de fusion au moyen d'un courant électrique , le corps ne serait sensible- -ment pas poreux et ne pourrait pas absorber une quantité sur- -fisante de matière émettrice.
On peut améliorer la structure de l'électrode et ré- -duire sa résistance électrique en établissant l'électrode de la manière suivante :
On prépare de la poudre de tungstène à gros grains en réduisant des cristaux de tungstàte d'ammonium à une tempé- -rature de 10000 à I200 dans un courant lent d'hydrogène.Le produit réalisé est de la poudre de tungstène complètement réduite à grain variable. On la passe au tamis à grandes mail- -les(environ 250 mailles par cm2) afin d'enlever les écailles, puis on la passe au tamis à mailles fines ( environ 3600 mail- -les par cm2).
Le produit résiduel sur le tamis présente une
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structure à gros cristaux très luisants, à laquelle il est difficile de donner, par exemple à la presse et par cuisson, la forme d'une tige qu'on peut marteler et étirer en forme de fil.
Puis on comprime et concret tonne cette poudre de tungstène à gros grains en y faisant passer, dans une atmos- -phère d'hydrogène, un courant électrique ayant une intensité d'environ 92% de l'intensité nécessaire à faire fondre la matière. De cette manière on obtient un corps de tungstène très poreux dont la résistance suffit au traitement ultérieur.
Le corps pourrait s'appeler une"éponge de tungstène eu égard à sa grande porosité( plus de 30% ). La pièce est assez rigide et relativement bonne conductrice de l'électricité , la résis- -tance spécifique étant d'environ O.IO-6 ohms / cm. Cette va- -leur correspond seneiblemebt à une valeur de 1,8 fois la résistance d'un fil de tungstène étiré. La pièce en tungstène à une densité d'environ I2,7 grs par cm3 à l'opposé de celle des tiges qui sont utilisées dans la fabrication de filaments étirés et ont une densité de 17 à 18 gms.par cm3. On peut di- -viser en pastilles la pièce de tungstène ou bien lui donner une autre forme convenable pour électrodes.
Puis on imbibe la pièce de tungstène d'une matière émettrice d'électrons, par exemple en l'imprégnant avec divers composés, après quoi on la chauffe. Après chauffage il reste un composé émetteur d'électrons. Le corps d'électrode peut aussi être fixé d'abord aux fils d'alimentation, puis être imprégné parfaitement avec un composé alcalino-terreux tel que la ba- -ryum à l'état fondu. Puis on introduit les électhodes dans un tube à décharges et l'on établit une décharge à arc entre les électrodes, de sorte que ces dernières sont chauffées et l'hydroxyde de baryum se décompose en oxyde de baryum qui reste dans le corps d'électrode, la vapeur d'eau dégagée étant ex- -traite du tube à la pompe.
D'autres composés de la matière émettrice d'électrons peuvent être utilisés à l'état fondu.
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comme solution, suspension ou à un autre état quelconque, afin d'en imbiber le corps de tungstène. Outre l'hydroxyde on peut utiliser aussi d'autres composés de baryum tels que le nitrate, le nitrite, l'iodure, le formiate, l'oxalate, l'acétate et le carbonate*On peut aussi utiliser des composés de strontium correspondants, malaxés éventuellement avec des composés de baryum. On peut aussi imprégner le corps d'élec- -trode en faisant diffuser dans le corps la matière émettrice d'électrons en forme de poudre ou de vapeur*
On a constaté que le corps de tungstène doit avoir, de préférence une densité comprise entre 10 et 16 gms par cm3.
Si la densité dépasse 16 gms par cm.3, l'imprégnation et le débarrassement des gaz.occlus est plus difficile par suite des pores fins. Si la densité est inférieure à 10 gms. par am3 le corps d'électrode est trop faible ou bien il ne retient pas à sa surface une quantité suffisante de la matière émettrice d'électrons. De préférence la densité est de 13 gms par cm3, valeur qu'on a obtenue dans le second mode d'exécution.
Le corps d'électrode très poreux absorbe fortement la matière émettrice d'électrons qui ne se détache pas facilement du corps, comme c'est le cas quand on a recouvert une surface métallique non-poreuse d'une matière émettrice d'électrons.On peut aussi obtenir de bons résultats à l'aide de poudre de molybdène qu'on traite d'une façon analogue.