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"METAL POUR ORGANES DE DISPOSITIF THERMIONIQUES" @
La présente inventino est relative aux pièces mé- talliques des dispositifs thermioniques et similaires et, bien qu'elle vise spécialement les électrodes grilles des lampes thermioniques ou tubes de radio, elle est applicable à d'au- tres pièces métalliques de ces dispositifs, en général. L'ob- jet principal de l'invention est d'offrir, pour les disposi- tifs de ce genre, des pièces fabriquées à l'aide d'un groupe d'alliages possédant .les propriétés mécaniques, chimiques et électriques qui les rendent propres à une telle application.
Un type de dispositif thermionique auquel l'in- @ vention est applicable est représenté sur la figure unique du dessin annexé, qui'' représente une enveloppe ou ampoule 10 contenant des éléments comprenant une cathode 11 émettant
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des électrons, une anode 13, une grille 12 placée entre la cathode et l'anode, un fil-brochet 14 servant à supporter la cathode et des fils 15 servant à supporter la cathode, l'anode et la grille à l'intérieur de l'ampoule 10.
Dans l'état actuel de l'art en question, il n'est pas possible de prédire, avant que des essais réels aient éué effectues, siun métal ou alliage jusqu'alors non soumis à des essais conviendra pour la fabrication des éléments métailicues des tubes de radio; ceci est plus spécialement le cas des métaux destinés aux électrodes grilles. Tous les éléments des tubes de radio doivent résister à la corro.:ion et être relativement peu sujets à se ternir dans les conditions de fauricetion, d'emmagasinage et d'untilisation et relative- ment exempts de gaz occlus; etils doivent posséder au moins undegré modéré de ductilité.
En plus de ces propriétés, les fils des grilles doivent posséder un point de fusion élevé et un grand nombre de caractéristiques spécia.les requises pour faciliter la manipulation au cours de la fabrication, entre autres: l'élasticité, la raideur, une charge de rupture et du allongement élevés dans les essais de traction et de; propriétés uniformes sur toute la longueur du fil. Les fils ne doivent pas se aéformer lorsqu'ils sont utilisés dans un tube. En outre , les éléments d'un tube terminé doivent po; sé.- der des caractéristiques appropriées et une longue durée d service.
Dans le brevet délivré aux Etats Unis sous le N l'963.844 en date du 19 Juin 1934, on a montré que des alli¯a- ses composés principalement de nickel, de molybdène et de fer entre certaines limites de composition peuvent être utilisés avec succès pour la fabrication d'électrodes grilles
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et d'autres éléments de fonctionnement des tubes de radio et dispositifs analogues, et que les éléments ainsi fabriqués possèdent les propriétés mécaniques, chimiques et électriques qui sont essentielles pour le fonctionnement satisfaisant des dispositifs de ce genre.
Les alliages décrits dans ce brevet comprennent ceux qui contiennent au moins 40% de nickel, environ 15% à environ 40% de molybdène et environ 10% à environ 30% de fer. La présence de vanadium en quantités de 0,3% environ est utile, mais non essentielle. 'DE} faibles quantités .de carbone et de métaux tels que le manganèse et le silicium peuvent aussi être présents, mais de grandes quantités de ces matières sont indésirables. Par exemple, une proportion de manganèse pouvant s'élever jusqû'à 2,5% environ améliore la facilité avec laquelle l'alliage se laisse travailler mais il ne faut pas que la teneur en manganèse dépasse environ 4%. Il est préfé- .râblé que la teneur en,silicium soit inférieure à environ 0,5% et que la teneur en carbone soit inférieure à environ 0,3%.
Les impuretés telles que le soufre et le phosphore sont nuisibles et ces éléments ne doivent être présents qu'en très faibles quantités. Le cobalt peut être substitué en tout ou en partie au nickel ; tungstène peut être substitué en tout ou en partie au molybdène.
Les alliages décrits ci-dessus possèdent les pro- priétés requises pour la fabrication des diverses pièces entrant dans la construction des tubes électroniques, tant du type à vide que du type à remplissage de gaz, et les tubes obtenus par l'assemblage de ces pièces fonctionnent d'une manière satisfaisante à la fois chimiquement, électriquement ,et mécaniquement.
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Depuis la délivrance du brevet susmentionné, les
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i::1;;hodes ae f3-ÍJYicé)tion des cubes de radio, de même que les 5@bes eux-mêmes, ont été considérablement modifiés on raison des progrès de l'art.
Ces modifications ont imposé des condi-
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t'-ons de plus en plus sévères aux propriétés que doivcnt po;-;-- sder les matériaux utilisés dans la fabrication des disposi- tifs de ce genre. Ceci est plus particulièrement le cas du fil métallique fin utilisé dans la fabrication de l'élément de grille. La tendance a été de diminuer les dimensions des
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c'Lspositifs, ainsi que, dans certains cas, d'introduire tro et même plus de trois éléments de grille; et ceci a provoqu. une demande en fil métallique ayant un diamètre beaucoup pla@
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, ¯,t;it que celui ordinélirement utilisé auparavant.
L'utilisa- ::..on d'un fil <n4LalLiq>,; mince de ce genre il augmenté la d.:.-- i@ulté d'assurer et de conserver les propriétés mécaniques
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lectriques désirées du fil pendant la fabrication et 'utilisation du dispositif. L'objet principal de l'inventif. tst d'offrir, pour les dispositifs de ce genre, des pièces
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wt du fil en sillages métalliques perfectionnés qui possèdE: 1" -s propriétés mécaniques, chimiques et électriques les ridant proores, à un degré encore plus grand que celui ob-- ,ou par les pièces et le fil métallique décrit dans le bre-
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-,t précLté, à satisfaire aux conditions plus strictes et plus ..avères imposées par l'état plus avancé de l'art.
La demanderesse a découvert que des alliages com- osés principalement de nickel et de molybdène entre certaines
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¯ ¯mites de compositLon, cb des alliages compnséij cU8ontiel,- :,ent de nickel et de molybdène mais modifiés comme il sera spécifié plus loin, peuvent être convertis avec succès en grillec et autres éléments de tubes de radio et de dispositifs
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analogues, et que les,éléments ainsi obtenus possèdent les 'propriétés mécaniques, chimiques et électriques nécessaires pour satisfaire aux spécifications et desiderata sévères des dispositifs de ce genre tels qu'ils sont établis à l'heure actuelle.
Les éléments thermioniques qui font l'objet de cette invention contiennent 15 à 40% de molybdène, le reste con- sistant essentiellement en du nickel. Le nickel peut être rem- placé par un ou plusieurs des métaux comprenant le cobalt et le fer, mais la teneur en fer doit être inférieure à 10% et ne doit de préférence pas dépasser 5% de l'alliage final.
Comme dans l'alliage décrit dans le brevet susmentionné, la présence du vanadium est utile, mais non essentielle ; de faibles quantités de carbone et de métaux tels que/manganèse .et le silicium;peuvent aussi être présentes, quoique de grandes quantités de ces éléments soient indésirables. Par exemple, on améliore les propriétés de travail de l'alliage en incorporant jusque. 2,5% environ de manganèse, mais il est préférable que la teneur en manganèse n'excède pas % La teneur en silicium devra de préférence être inférieure à environ 0,5% et la teneur en carbone à environ 0,3%. Les impuretés telles que le soufre et le phosphore sont nuisibles, et ces éléments ne doivent éventuellement être présents qu'en très faibles quantités.
Comme on l'a dit, le cobalt et le fer peuvent être substitués au nickel, et le tungstène peut être substitué à une partie du molybdène. Le zirconium peut être utilisé, en plus ou au lieu du manganèse, pour dé- soxyder l'alliage, et l'on a découvert que de faibles addi- tions de magnésium améliorent aussi les caractéristiques de travail des matières.
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Les alliages dant il vient d'êtne question possèdont les propriétés voulues pour la fabrication du fil métallique de la grosseur utilisée dans la Fabrication des valves thermioniques et des dispositifsanalogues, pourvu que la réduc- tion de grosseur soit effectuée par échelons ou degrés raisonusclement petits, avec des périodes de recuit intermédiaire.
Les éléments en fil thermioniques obtenus suivant.
@'invention possèdent une grande raideur, même à chaud, une @karge de rupture élevée à la traction et une fonction de travail superficielle élevée; et ils conservent ces propric - tés même à des cempératures de l'ordre de 700 à 800 . Le @il possède d'excellentes propriétés de bobinage, et on @ut l'enrouler sur un gabarit ou mandrin envue de la pro- @@ction de grilles de dimensions uniformes.
En raison de leur faible pouvoir émissif et e leur grande raideur à chaud, on a trouvé que ces alliage sont extrêmement utiles non seulement pour les éléments de grille principaux, mais aussi pour celles des parties du tube qui sont soumises à des conditions moins sévères, tell, que gril es de commande tiges de supports et autres pièces entrant dans la construction du tube.
Les avantages des él/ments de construction de la présente invention comprennent la raideur et l'élasticit la résistance à. la corrosion, l'absence de déformation comme résultat d'un chauffage et d'un refroidissement, un point de fusion élevé (1330 environ) et un prix de revient relativement faible. De plus, l'alliage possède une charge de rupture élevée pour un allongement donné. il est possible de régler l'allongement entre de faibles
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limites sur une grande échelle.
-Des essais ont permis d'établir que ceux des alliages qui, sous forme d'un fil métallique, accusent un large étalement entre le point/de striction (qui ne doit pas être exagérément bas) et la charge de rupture sont, en général, les plus satisfaisants pour la fabrication des grilles. Au cours de la fabrication des grilles, on tend celles-ci sur un mandrin et on leur communique l'allongement désiré par un choc brusque. Un fil n'ayant pas un étalement satisfaisant entre le point de struction et la charge de rupture lorsqu'on le soumet à cet excès sévère est sujet à se rompre ou à rendre l'opération difficile. Les éléments en fil d'alliage de la présente invention sont de beaucoup supérieurs à cet égard au fil de molybdène, comme le montrent les essais réels.
De plus, la charge de rupture du fil d'alliage suivant l'invention est beaucoup plus grande que.celle du fil de molybdène pur de même section.
Il y a lieu d'insister sur le fait que les propriétés particulières qu'on désire le plus pour des fils de grilles diffèrent selon les différents types de grilles et varient aussi selon les procédés et machines utilisés dans la fabrication. Par exemple, différents modes opératoires dans des opérations telles que l'étampage, le démoulage, le recuit, et l'allongement des grilles au cours du procédé exigent que la matière dont est faite la grille possède des caractéristiques qui diffèrent d'une manière correspondante si la fabrication doit être satisfaisante.
Il est probable que le plus grand avantage des présents alliages est le fait que, en plus du groupe particulier de propriétés quiexige la fabrication des.grilles, ils possèdent le pouvoir de
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changer de propriétés physiques entre les limites d'une granée échelle, sons le réglage approprié du trsitement mécanique qui leur est imposé.
-Les grilles en fil métallique suivait l'invention cent supérie@res à de dombraux points de vue non seulement à celles décrites dans le brevet précité, mais aussi aux griles en molybdène pur. Par exemple, les présentes grilles résistent mieux à l'oxydation, et cette caractéristique est improtante parce qu'une surface ohydée possède un pouvoir c'émission d'électrons relativement plus élevée qu'une gril pon oxydée. Une autre caractéristique importante dans laquelle les présentes grilles sont remarquablement supé- rieures est la facilité relative:;lent plus grande avec laque.:., e anpeut les enlever d'un mandrin d'enroulement sans les déforuer.
De plus, les présentes grilles étirées et recuites en vue d'acquérir des valeurs optima de ductilité et de raideur po @sèdent une charge de rupture et une limite d'élasticité beaucoup plus élevées ainsi qu'un rapport beaucoup plus élevé entre la charge de rupture et la limite d'élasticité. un produit préféré suivant l'invention comprend approximativement 30% de molybdène, 4% defer, le nickel constituant sensiblement le reste.
La présente matière convient aussi pour de nomereux autres éléments de dispositifs électroniques tels que, par exemple, des fils de support, Le fil destiné à constituer ¯,, aille de certains filaments revêtus, les fils à crochet ¯Jour le support des filaments, les plaques, etc.