BE453917A - - Google Patents

Description

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  Tube à décharge à atmosphère de gaz ou de vapeur. 



   L'invention concerne un tube à décharge à atmosphère de gaz ou de vapeur, en particulier les électrodes d'un tel tube et un procède de fabrication de ces électrodes. 



   En général, les cathodes des tubes à décharge peuvent être classées   endeux   groupes : dans l'un, la cathode est constituée par un noyau recouvert d'une couche composée d'un ou de plusieurs oxydes mélanges ou non à des particules métalliques et dans l'autre, elle est constituée par un corps concrétionné, composé d'un mélange de métaux et d'oxydes qui fonctionne tel quel comme cathode, donc après compression et concrétion, ou qui n'est utilisable comme cathode qu'après trefilage de la matière comprimée et concrétionnée. 



   Quel que soit le groupe auquel ellesappartiennent, ces cathodes, particulièrement lorsqu'elles sont   utilis-ées   dans des tubes à décharge à atmosphère de gaz à haute pression ou à très haute pression, présentent l'inconvénient suivant: les oxydes des cathodes vaporisent assez vite ce qui d'une part limite la durée de vie de ces tubes et d'autre part provoque sur les parois un dépôt qui diminue l'efficacité lumineuse de ces tubes utilisés pour l'é- clairage ou comme radiateurs. 



   On pourrait empêcher cette vaporisation et cette volatili- sation en utilisant des électrodes en metal à point de fusion très élevé et à faible tension de vapeur, tel que le tungstène, le molybdène, le tantale, etc; cependant, le travail de sortie de ces métaux est très élevé, de sorte que la tension d'amorçage de ces !électrodes est très élevée et de plus, la température de régime est :si élevée que la vaporisation est encore très rapide.

   On peut obvier à ces inconvénients en utilisant, conformément à l'invention, une électrode dont le noyau en matière à point de fusion très élevé, par exemple du tungstène, du molybdène et du tantale, est recouvert d'une mince couche constituée exclusivement d'un ou de plusieurs mé- taux à point de fusion supérieur à 1550 C et à point d'ébullition supérieur à 3000 C.L'épaisseur de la couche doit être au maximum de l'ordre de 100 microns. Comme métaux utilisables;pour la couche à appliquer sur le noyau, on utilisera par exemple le titane, le zirconium, le thorium, le tantale, le molybdène, l'iridium et le platine. 



     Fouaces   électrodes   on'   a donc complètement abandonné l'em- ploi de couches d'oxyde"et l'on utilise des métaux à point de fusion et à point d'ébullition. élevés. Le travail de sortie de ces électro- des est notablementinférieur à celui des métaux massifs, de sorte   que l'amorçage se produit à une tension moins élevée ; plus, ni @   

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 la duree de vie, ni l'efficacité lumineuse ne sont affectées par la vaporisation et en outre, on obtient l'avantage que les minces cou- ches de métal sont plus facilement reproductibles que les couches d'oxyde. 



   Les électrodes décrites seront utilisées de préference dans les tubes à décharge à atmosphère de gaz ou de vapeur à pression très elevée ou très poussee, c'est-à-dire dans des tubes dont la décharge subit une certaine striction et ne remplit donc pas toute la section du tube. D'excellents résultats furent obtenus dans des lampes à mercure à haute pression (10 atmosphères) à refroidissement naturel, ainsi que dans des lampes à mercure à très haute pression (75 atmosphères par exemple), a refroidissement par eau. 



   Les électrodes d'un tube conforme à l'invention peuvent être obtenues par diverses combinaisons. C'est ainsi que l'on peut utiliser un noyau de tungstène ou   de   molybdène, recouvert d'une mince couche de tantale; la couche extérieure peut aussi consister en un mélange de tantale et de thorium, et d'autre part, le tantale peut aussi être utilisé comme noyau que l'on recouvre alors d'une couche de molybdène et de thorium, de zirconium ou de platine. 



   La description du dessin annexé, donné à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée, les particularités qui ressortent tant du texte que du dessin faisant, bien entendu, partie de l'invention. 



   Sur un fil ou une tige de tungstène de tantale ou d'un métal analogue on applique un métal pulverulent, obtenu de la manière suivante: une poudre composée d'un ou de plusieurs me-   taux dont les grains ont des dimensions de l'ordre de 1 - 50 /u est mise en pâte à l'aide d'une solution visqueuse de nitro-   cellulose. La solution est préparee en melangeant 450 g. de nitro- cellulose à 10 litres d'acetate d'amyle. Pour l'emploi, cette   solution est encore diluee dans le rapport de 1 :1 de l'acetate   d'amyle. L'électrode à recouvrir est plongee dans la pâte, de maniere telle que l'épaisseur de la couche métallique obtenue soit comprise entre quelques microns et 100 microns.

   Après l'appli- cation de la couche, on la fond de sorte qu'elle adhère à la couche inférieure, par exemple en soumettant pendant un très court moment (une seconde environ) l'électroue recouverte à l'action   d'un   arc électrique, de façon à la porter au-dessus du point de fusion de l'un des composants dans le cas d'un mélange et au-dessus du point de fusion du metal à appliquer dans le cas où l'on utilise un métal pulvérulent. L'arc est produit dans une atmosphère neutre. 



  Le chauffage necessaire à la fusion peut encore être obtenu d'une autre manière, par exemple à l'aide d'un four à rubans de tungstène, dans lequel un ruban, parcouru par le courant électrique, est en- roulé en forme d'un cylindre dans l'axe duquel on place l'électrode à chauffer. On peut aussi obtenir un chauffage efficace en utilisant l'électrode à chauffer comme anode d'une   decharge   dans une ambiance neutre. 



   L'application de la couche de metal sur le noyau ne doit pas necessairement s'effectuer par Immersion dans la pâte, on peut recouvrir   électrolytiquement   le support ou vaporiser, voire vola- tiliser le métal dans un arc, dans lequel on utilise une anode, constituée par le métal à appliquer et une cathode constituée par le métal à recouvrir. 



   Dans des lampes à mercure à support en tungstène ou en tantale les couches suivantes fournissent d'excellents résultats : 

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 un mélange de 90% ae thorium et de 10% ae   molybdène,   100% de zir-   coniwn,   100% de thorium, 66% de tungstène et 34% de tantale, 90% de tantale et 10% de thorium. De plus, dans de nombreux cas, il est avantageux d'utiliser un recouvrement de platine ou de tantale. 



   La figure 1 représente une construction d'électrodes pour une lampe à mercure à haute pression à refroidissement naturel, dont le mercure est porté à une pression de 10 atmosphères, tandis que la figure 2 montre la construction d'une électrode destinée à une lampe à mercure a haute pression, refroidie à l'eau, dans laquelle le mercure atteint une pression de 75 atmosphères par exemple. 



   Sur la figure 1, la paroi en quartz du tube est désignée par 1; dans cette paroi est scellée une traversée en tungstène   ,   entouree, du côte intérieur du tube, d'une hélice en tungstène 3. 



  La longueur entouree de la traversée 'est de 3 mm environ, tandis que l'hélice dépasse la traversée sur une longueur de 1 mm. Sur la face exterieure ae la spire extrême, on a prévu un recouvrement   metallique   4, conforme à l'invention. Le tube décrit présente les particularités suivantes: diamètre intérieur du tube 8 mm; distance entre   électrodes     5     mm,   intensité du courant 0,75 ampères; pression au gaz 2,5cm d'argon; tension de fonctionnement 115 volts et tension d'amorçage 180 volts. Dans le cas d'une électrode massive en tungstène la tension d'amorçage dépasserait 500 volts. 



   Sur la figure   ,   une traversée en tungstène 5 de 0,5 mm d'épaisseur porte un blochet 6 en tungstène, meulé   coniquernent.   



  A   l'extrémité   de ce blochet se trouve un recouvrement 7, qui,   conformément   à l'invention, est composé d'un ou de plusieurs métaux à point ae fusion elevé, à savoir supérieur à 1550 C. Les caractéristiques de ce tube sont les suivantes: diamètre intérieur 2 mm, ecartement aes .électrodes 30 mm, intensité du courant 2 ampères, pression du gaz 6 cm d'argon, tension de fonctionnement 500 - 1000 volts.

Claims (1)

1. RESUME ----------- 1. Tube à décharge à atmosphère de gaz ou de vapeur, comportant une électrode, caracterise par le fait que cette électrode est constituee par un noyau en métal à point de fusion élevé, par exemple du tungstène, du molybdène .ou du tantale, recouvert d'une mince couche constituée pratiquement d'un ou de plusieurs motaux à point de fusion supérieur à 1550 C et à point d'ébullition superieur à 6000 C, ce tube à decharge.pouvant présenter en outre les particularités suivantes, prises separement ou en combinaison: a) l'épaisseur de la couche appliquee sur le .noyau est inferieure à 100 microns, b) la couche se compose d'un ou de plusieurs des métaux suivants: titane, zirconium, thorium, molybdène, iridium ou platine;

   c) la couche appliquée sur l'électrode consiste en tantale ou en un ùitlange de tantale et de thorium.

   2. Procede de fabrication d'une électrode d'un tube à décharge tel que spécifié ci-dessus, caractérisé par le fait qu'un ou plusieurs métaux pulvérulents sont mis en pâte à l'aide de nitrocellulose et d'acétate ci'amyle, que cette pâte.est étendue sur <Desc/Clms Page number 4> un support et que l'ensemble ainsi obtenu est chauffé à une température supérieure au point de fusion de l'un des composants de la couche appliquée ou superieure au point ce fusion du métal appliqué dans le cas où il s'agit d'uen couche simple.