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Publication number: BE554640A
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Description


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   L'invention concerne un procédé de fabrication   d'élec-     trodes   à grande charge thermique pour des tubes à décharge, électrodes oui doivent présenterun grand rayonnement de chaleur et une faible émission thermique.   Elle   concerne en outre un tube à décharge équipé d'une ou de plusieurs de ces électrodes. 



   On sait que le   recouvreront   d'une électrode par une couche d'un métal précieux du groups 8 de sustèm,e   périodique   des éléments réduit fortement son émission thermique Pour éviter l'alliage ou la diffusion du métal précieux dans la matière du noyau de   l'électrode,   on applique une couche   intermédiaire   de carbures de métal. Cette couche de carbure est obtenue en chauffant l'électrode dans une atmosphère   contenant   du carbone ou par   chauf-   fage dans un pot contenant de la poudre* de carbone. La couche de carbure est recouverte   d'une   mince   couche   de poudre de platine. 

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  L'électrode est alors chauffée, de sorte que les particules de platine fondent et se concrétionnent entre elles et à la couche de   carbure.   



   Il était également connu, dans un tube à cathode à oxyde de thorium, de recouvrir une électrode en molybdène d'abord par du carbure de zirconium préparé préalablement afin d'appliquer le carbone sur   1' électrode.   Ce carbone pouvait alors lier l'oxygène libéré de l'électrode avant que la cathode ne soit attaquée. La couche de carbure était si fortement chauffée nue les particules de carbure fondaient et formaient une couche à bonne adhérence. 



  Sur la couche de carbure on pouvait alors encore appliquer une couche d'un métal précieux du groupe 8 du système périodique des éléments, par exemple du platine. 



   Il était également connu, dans une électrode constituée par du molybdène, de former une telle couche de carbure en appliquant un mélange de zirconium et de poudre de carbone, le carbone se trouvant en excès, et en chauffant ce mélange au-delà de   1700 C,   de sorte qu'il se produisait une formation de carbure. Le carbone transformait encore une partie du métal du noyau en carbure, de sorte oue le carbone devait exister en excès. Sur la couche de carbure pouvait alors être appliquée une couche de platine ou une couche de carbone. 



   Ces   procèdes   connus présentent de sérieux inconvénients. 



  On a constatéque, lorsque le noyau est   partiellement   transformé en carbure, la matière du noyau devient cassante.   C'est   également le cas lorsou'on chauffe à   un'*'   température telle oue les carbures fondent, ce oui requiert une température notablement plus élevée que 2.000 C. De plus, il se produit une surface lisse, ce qui peut empirer le rayonnement de chaleur de la couche de métal précieux appliquée sur cette surface. En outre, il ne se produit pas de   coucha   de carbure homogène, lorsnue   cell-ci   est Formée par le chauffage d'un mélange de métal et de carbone.

   On a constaté que les 

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 particules dd métal ne sont transformées que superficiellement en carbure et qu'il se produit une formation non contrôlée de carbure du métal du noyau. 



   On peut éliminer lesdits inconvénients dans la fabri- cation de telles électrodes à faible émission thermique, électro-      des qui sont constituées par une matière de noyau sur laquelle est   @   appliqué un carbure de métal à haut point de fusion, qui est chauf- fé et qui est ensuite recouvert lui-même par une couche de métal précieux, lorsque, conformément à l'invention, on applique sur la matière du noyau de l'électrode une couche de carbure d'un métal   @   à haut point de fusion etque l'on fritte cette couche de carbure par un chauffage de l'électrode dans un four à atmosphère neutre sans   qu'il   ne se produise une fusion des carbures, après quoi on applique sur la couche de carbure une couche de métal précieux. 



  L'électrode peut ensuite être séchée et éventuellement être chauf- fée et dégazée dans le vide. La température de frittage du carbure doit être d'environ 1700 à 2000 C. 



   La Demanderesse a constaté que ce procédé permet d'obte- nir une couche de carbure à très bonne adhérence, à surface rugueuse, ce qui assure à la couche de métal précieux y appliquée, qui, de préférence, doit également être rugueuse, une plus grande surface. 



   De plus, la matière du noyau, par exemple du molybdène, n'est pas fragile, mais présente, après le parachèvement de l'électrode, une ductilité telle que l'allongement peut atteindre 30 à 40% Comme carbure de métal on utilise de préférence du carbure de zirconium ou du carbure detentale tandis que la cou- che superficielle peut être une couche d'or ou de platine. On utilisera, de préférence, une couche d'or dans les tubes à cathode à oxydes   alcalinoterreux,   dans lesquels l'électrode est moins chargée, tandis que la couche de platine s'utilisera de préférence dans les tubes à cathode de thorium. 



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

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 du dessin faisant, bien entendu, partie de l'invention. 



     La.   fig 1   représente   un tube d'émission   comportant   une grille conforme à l'invention. 
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  La fi. 2 nt un rhinU8 dont ressortent les propriétés avantageuses d'électrodes conformes à l'invention par rapport à d'9Dt =lectroc'e=. 



   Le tube   d'émission     représenté   sur la fig. 1 comporte une anode 1 vile grille 2 et une cathode dont les fils d'ali-   mentation   sont indiques par 3. la grille 2 est constituée par 
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 des fils de r.:olybdèi3e de 300 lu d'épaisseur, qui, après la.

   forma- tion de l'électrode de grille et la soudure des divers points,sont d'abord sablés   légèrement   pour enlever les oxydes de la- surface, puis dégazés dans la vide à   1AOO C.   Ensuite., les grilles sont 
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 recouvertes, pr.r cataphorèse, de ZrC obtenable tel que, sous forme de poudre, dans le   contrée.   La couche de ZrC peut avoir une épaisseur de 32 à 38   La grille estdors chauffée dans un 
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 four, dan le vide, à une tepipfr?turc de 1700 à 2000 C, pendant environ 10 minutes, chauffage pendant lequel la couche de ZrC est fritte, mais non fondue. 
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 Ensuite, les grills sont re couvertes, dans un boin de chlorure de platine contenant de l'acétate de   plomb,   d'une couche de platine de 1 a /u d'épaisseur.

   Après un nouveau chauffage et un nouveau dégazage dans un four à vide, à une température d'envi- 
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 ron 1500 C, 1-- <rril3'"3 sont prêter au r'1(\nt' ,,'" dans 1p tube. 



  La fin. 2 représente par des courbes, les résultats prrticu1ièrf.yrlcnt favorable? nue permettent d'obtenir des électrodes réalisées conform/lumt à l'invention. La fig 2 donne, en abscisses, la charge totale d'une 
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 grille en W/cm' , t",l1(li.t. (ll"pn ol'(lf)'1n(('r elle donne l'émission 1F.ei:ronicu d'une mUe en /uA/cri 2. Lot courbes s T et II donnent l'émission d'une u ill.F. de 0 Fa reenuverto de Zr pur, après 0 heure, respectivement enrèr. 200 heure"-, t1 fonctionnement à 1.5 W/cm . 



  Onconstite ou'à un" ('}):, 1'[1(, (1(. fi V.'/cm2 l'émir s ion est portée de 5 /tzA/cn? u 300 /mA/c:m?. 

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  Les courbes III et IV donnent l'êrrissiôi.2 de grilles de Mo recouvertes de Zr + Zr02 après 0 heure, respectivement après un fonctionnement de P. 1000 heures sous 15 Vr,/cm2. Pour une charge de 15 1!ï/'1?":J P8y.-d.psion passe de 10,1 à '0(î/uA/cm?. Les courbes V et. VI s3pppli-ci-uent à un fil dumet Mo-Pt respectivement après 0 heure et 1000 heures de fonctionnement sous 15w/cm2 Ici aussi,   l'émission spécifique   est   assez élevée   (12  A/cm2 
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 sous 15 W/cm2) et augmente fortement -jttsau''â 110 11L/cm2). 



   Lorsqu'on compare ces courbes avec les courbes VII, VIII et   IX,   oui donnent   1* émission de   grilles de   Mo   recouvertes de ZrC et   'le   Pt   conformément   à   l'invention,   on constate.   Que, .   pour une charge de 15 w/cm2   l'émission,initiale   (à 0 heure) 
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 est de 0:?./u!.'z/crxs et après 1000 heures de charge sous 15 I:J/cm2, elle est de 0,165 /uA/cm 2.

   Une telle électrode peut même être chargée à 22 l'T/cm2 sans Que l'émission dépasse l/oA/cia'1'. même   lorsqu'une   telle électrode est   chargée   pendant 2000 heures sous 
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 30 W/cm2, l'émission n'atteint, sous une charge de 15 W/cm2, que 9 A/cm2 (courbe   IX).   Il y a lieu de noter que les courbes de grilles recouvertes de ZrC   +   Au, par suite du   plus   faible   rayonnement   de l'or et de  le..   plus basse   température   de fusion de ce   métal,   se trouvent, sur ce   graphique,     approximativement   à la même hauteur que les   courbes   VII et VIII, mais,

   comme   la.   charge   spécifique   est   inférieure   à 10 w/cm2 ces courbes tombent 
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 entièrement à gauche de l'ordonnée de ]0 lT/cili 2 . Aussi ces électrodes conviennent-e 1 e^ bien pour des tubes à à oxyde de baryum, d .'n::: J es'uel: h? 6lt'ctroclef-': peuvent avoir une charge   spécifique   moins élevée. 



   Bien   que,   dans ce qui précède.. il soit uniquement fait   mention   de carbure de   Zr,     conformément   à l'invention., on 
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 peut également 1J"tt1i::::,,1' d(' c:' 1'13u1'0s d'autres métaux à point de fusion. élevé, par exemple le T{1,. De plus, on peut également utiliser d'f.utr0.'3 miteux du fl..oupe 8 du système pi rio- Ètiql3-r- dps f.l/Jj1r>nt"'.

Claims

RESUME l.- Procédé de fabrication d'électrodes à faible émis- sion thermique pour tubes à décharge, électrodes qui sont constituées par une matière de noyau sur laquelle est appliqué un carbure d'un métal à point de fusion élevé qui est chauffé et est ensuite recouvert d'une couche de métal précieux, caractérisé en ce que sur la matière du noyau de l'électrode est appliquée une couche de carbure d'un métal à point de fusion élevé tel quel et que cette couche de carbure est frittée,.par chauffage de l'électrode dans un four, dans une atmosphère neutre, toutefois sans qu'il se produise de fusion des carbures, après quoi une couche de métal précieux est appliquée sur la couche de carbure.

2. - Des formes de réalisation du procédé spécifié sous 1, pouvant présenter en outre les particularités suivantes, prises séparément ou en combinaison: a. l'électrode est en molybdène, alors que le métal à point de fusion élevé est du zirconium ou du tantale et que le métal précieux est du platine ou de l'or. b. le frittage de la couche de carbure s'effectue à une température comprise entre 1. 700 et 2.000 C.

3. - Tube à décharge muni d'une cathode de thorium, caractérisé en ce qu'il comporte au moins une électrode recouverte d'une couche de platine réalisée suivant le procédé spécifié sous 1 et 2, ce tube pouvant présenter en outre la particularité au'il comporte une électrode recouverte d'une couche d'or et réalisée suivant le procédé spécifié sous 1 et 2.