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La présente invention est relative à une électrode froide et de forme creuse, pour appareil à décharge électrique dans une atmosphère de vapeur de mercure et de gaz ; un per- fectionnement à l'invention décrite dans le brevet principal N 543. 757 du 19 Décembre 1955.
Ce brevet décrit une électrode froide et de forme creu- se, pour appareil à décharge électrique dans une atmosphère de vapeur de mercure et de gaz, à la paroi interne de laquelle on a . fixé au moins une petite pièce se composant, principalement ou uniquement, d'un métal,'ou de plusieurs métaux, des terres rares à l'état métallique, par exemple de lanthane ; cette électrode la superficie totale de la pièce, ou des pièces, est et reste faible par rapport à la superficie de la paroi interne de l'élec- trode, de préférence est et reste inférieure au dixième de cette
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superficie de parole au moins pendant la presque totalité de la vie de l'électrode.
La présente invention, qui perfectionne ce brevet, est caractérisée par le fait qu'au moins une petite pièce compor- tant principalement du métal des terres rares à l'état métallique est placée au voisinage de la partie de l'électrode qui est la plus éloignée de,celle par où la décharge sort de l'électrode.
On pourrait croire a priori qu'il est désavantageux de disposer le métal émissif à 1-'opposé de l'orifice de l'élec- trode, parce qu'on allonge ainsi le trajet que les électrons ont à parcourir sans produire de radiations utilisables, avant de sortir de l'électrode.
De plus, on ne peut pas espérer que cette disposi- tion au fond .de l'électrode-donne une plus grande étendue à la surface interne d'électrode activée par des dépôts de métal émissif pulvérisé ou évaporé, car ces dépôts ne se produisent pas lorsqu'on ouvre une électrode selon le brevet principal, avec ou sans le présent perfectionnement, électrode ayant fonc- tionné longtemps, par exemple 10.000 heures, mais n'étant pas proche de la fin de sa vie, on n'y constate aucun dépôt dudit métal.
.Effectivement, on constate qu'avec la disposition selon la présente invention la chute cathodiquè est plus élevée, de quelques volts, que lorsque la pièce de métal émissif est plus près de l'orifice de l'électrode.
La position du métal émissif vers le milieu de l'électrode semble, en plus, la plus avantageuse en ce qui concer- ne son refroidissement dans le but d'empêcher l'évaporation de ce métal, Ce refroidissement, en effet, est effectué par le trans- fert de la chaleur de la pièce à la paroi de ltélectrode; il est d'autant meilleur qu'est plus faible la distance moyenne entre
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ladite pièce et les différents points de l'électrode, donc que la pièce est plus proche du milieu de la longueur de l'électrode.
En réalité, il a été découvert que, si cette disposi- tion dans le fond de l'électrode donne bien une chute cathodique un peu plus élevée, par contre elle a pour résultat un allonge- ment important de la durée de l'électrode.
La figure ci-jointe représente à titre d'exemple, en coupe par l'axe, une électrode froide à laquelle on a appliqué les perfectionnements selon la présente invention.
Comme l'électrode représentée et décrite dans le bre- vet principal, cette électrode comporte un cylindre en tôle nicke- lée 1 aux extrémités duquel se trouvent deux pièces en stéatite: un fond 7, et un anneau 2 percé d'un orifice 3 et dont la colle- rette 5 protège la tranche 4 du cylindre 1. Une arrivée de courant 8 est soudée à ce dernier; on peut aussi souder plusieurs arri- vées de courant.
Dans le cas présent, on n'utilise qu'un seul tronçon 6 de fil de lanthane, placé près du fond 7. Il est ainsi dans une zone où le bombardement par les ions et les électrons de la décharge est peu intense, car c'est la zone de l'intérieur de l'électrode qui est le plus loin de l'orifice 3. Le tronçon 6 a, par exemple, 10 mm de long et 1,2 mm de diamètre; son extrémité gauche se trouve à 4 ou 5 mm de la face de droite du fond 7.
Une fois les diverses parties de l'électrode fixées les unes aux autres, celle-ci est soumise à un traitement de dégazage et de formation, par exemple'celui décrit ci-après.
Deux électrodes semblables sont scellées de façon' étanche respectivement aux extrémités d'un tube de verre muni d'un queusot. Le tube est ensuite relié par son queusot 'à une pompe a.vide de façon à le purger assez complètement de l'air qu'il contenait. On rempli.t alors le tube d'azote à une pression
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de 1=ordre de deux millimètres et on raccorde les deux électro- des à une source de courant de façon à faire passer entre elles une décharge électrique dont l'intensité est augmentée progres- -sivement. Cette décharge chauffe le verre du tube et porte les électrodes au rouge sombre.
Lorsque le chauffage est suffisant, on recommence à vider le tube et l'on arrête la décharge tout en continuant à pomper jusqu'à obtention d'un assez bon vide, de façon à éliminer les gaz qui se sont dégagés des électrodes et de la paroi interne du tube, ainsi que le reste de l'azote qui a été introduit. L'azote utilisé pour ce dégazage doit être pur ou, tout au moins, ne doit contenir que d'assez faibles propor- tions d'impuretés autres que les gaz rares; la teneur en oxygène, gaz qui est nuisible, doit être maintenue faible.
L'électrode représentée a un diamètre de 12 mm et une longueur de 40 mm, comptée entre les pièces 2 et 7. Elle est prévue pour un courant de décharge normal de 0,1 ampère,qu'elle peut supporter pendant des milliers d'heures. La décharge utili- sée pour le traitement ci-dessus présente alors, par exemple, une intensité que l'on fait augmenter de 0,1 à 0,3 ampère environ et une durée d'environ 3 minutes. Une telle décharge est moins puissante que celle que l'on utiliserait si les électrodes ne comportaient pas de lanthane ; est cependant suffisante car le lanthane absorbera ensuite ce qu'il pourra y avoir comme traces de gaz nuisible .
Il y a plusieurs avantages à se conten- ter d'une décharge relativement faible: l'outillage pour la fa- brication est simplifié, la matière du fil 6 ne fond pas et est peu pulvérisée par le bombardement ionique,et la matière fluores- cente qui revêt éventuellement le tube n'est que très peu affec- tée par ce traitement. Le traitement dans l'azote a eu pour effet de réduire considérablement l'oxydation de la surface du lanthane, oxydation qui diminuerait la faculté d'absorption des
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gaz de ce métal et rendrait celui-ci plus apte à produire des décharges avec tache cathodique au lieu de décharges en lueur s'étendant sur une grande partie de la surface interne du cylin- dre 1.
Les taches cathodiques, présentant des températures éle- vées, feraient se volatiliser les parties du fil de lanthane sur lesquelles elles se fixeraient.
Pendant le dégazage décrit dans le brevet principal et conforme à la pratique normale, la présence de l'oxygène con- tenu dans l'air dans lequel on fait passer la décharge fait per- dre aux électrodes tràitées dans ces conditions une partie de leur pouvoir d'émettre des électrons à basse température que leur confère la présence de lanthane ou de métal analogue. Les électrodes ayant la même constitution, mais traitées selon la présente invention, utilisent bien mieux les propriétés avanta- geuses de ces métaux,
L'atmosphère que l'on introduit pour leur fonctionne- ment dans les tubes à décharge dont les électrodes ont été trai- tées de cette façon, peut ne pas contenir d'azote, probablement parce que 'le lanthane a absorbéun peu de ce gaz pendant ce traitement.
Le tube de verre auquel étaient scellées les'élec- trodes en traitement peut être l'enveloppe du tube à décharge dont ces électrodes feront partie pendant leur utilisation. Ce peut être aussi un tube provisoire, que lion fermera et coupera à peu de distance de chaque électrode une fois le traitement terminé.; on obtient ainsi de petits récipients étanches dans chacun desquels une électrode est enfermée, ce qui permet de l'expédier facilement.
Le principal perfectionnement de l'électrode repré- sentée consiste dans le fait que le fil de lanthane est fixé vers le fond de l'électrode.
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lorsque le lanthane ou métal analogue est, comme représenté sur la figure 1 du brevet principal, fixé à peu près à égale distance du fond et de centrée de l'électrode, il empê- che la partie arrière de la cavité de l'électrode d'émettre des élections. Ceci est particulièrement néfaste si l'on utilise des électrodes de longueur réduite par rapport aux dimensions habi- tuellès. Comme l'électrode ne présente alors qu'une surface utile réduite, elle s'échauffe trop, ce qui fait disparaître progressi- vement le lanthane.
Les particules de lanthane qui quittent ainsi le fil s'amalgament avec le mercure et celles qui ne se @ sont pas déposées dans l'électrode ne servent plus à réduire la chute cathodique de tension.
Lorsque l'électrode comporte plusieurs pièces de métal des terrer rares, il est préférable que toutes ces pièces soient disposées au voisinage du fond de l'électrode.
- REVENDICATIONS -
1.- Electrode creuse et froide selon le brevet prin- cipal, à la paroi interne de laquelle a été fixée une petite pièce, ou plusieurs petites pièces, comportant un ou plusieurs métaux des terres rares à l'état métallique, fixée, ou fixées, à sa paroi interne, caractérisée par le fait qu'au moins une telle petite pièce est placée au voisinage de la partie de l'électrode qui est la plus éloignée de celle par où la décharge sort de l'électrode.