CH113041A - Procédé pour la fabrication d'un filament pour émission d'électrons. - Google Patents

Description

  Procédé pour la fabrication d'un filament pour émission d'électrons.    La présente invention a pour objet un  procédé pour la     fabrication    d'un filament  pour émission -d'électrons.  



  On sait que parmi les métaux     réfractaires     tels que le thorium, le titane, l'uranium, le  zirconium, le molybdène et le     tungstène,    qui  conviennent comme matière d'émission d'élec  trons, celui qui possède la plus grande -capa  cité d'émission d'électrons pour une tempéra  ture donnée est le thorium. En dépit de cet  avantage, il ne convient pas dans bien dies  cas d'employer du thorium pur dans un dis  positif émetteur d'électrons, parce que ce mé  tal est     difficile    à préparer et à maintenir  dans la.     forme        filamentaire    voulue.  



  Différentes méthodes ont été proposées  pour recouvrir un filament réfractaire, pen  dant qu'il se trouve dans une enveloppe, d'une  pellicule de     thorium    afin d'obtenir l'émission  électronique de thorium     -avec    un filament  composé principalement d'un métal plus ré  fractaire, tel que le tungstène. Ainsi, par  exemple, le brevet américain ne 1244216 dé  crit une méthode de préparer dans un réci-         pient    scellé un filament .de tungstène avec  une mince couche .de thorium produite à sa  surface par un traitement thermique.

   La mé  thode décrite dans ce brevet est difficile à  employer et ne permet pas de préparer un  filament     activé    de manière connue et avant  de l'introduire     -dans    le dispositif dans lequel  il doit servir. Le brevet     américain    ne 1244217  décrit une méthode similaire d'activer un fila  ment à pellicule     thorique    dans un     dispositif     électrique par l'introduction d'un agent -ré  ducteur     vaporisable        dans    un récipient haute  ment évacué au préalable.

   Aucune de ces  méthodes ne convient pour l'activation     co-n=          tinue    d'un     filament    à pellicule     thorique    .avant  l'introduction de celui-ci dans une enveloppe  évacuée, où il doit servir de cathode     émettrice     d'électrons.  



  Suivant l'invention, le procédé pour fa  briquer un filament     poûr    émission d'électrons  consiste à prendre     un:    filament en matière  métallique à oxyde     thorique    et à le     soumettre,     avant son introduction :dans une enveloppe  évacuée, à un traitement thermique dans des  conditions     âctivântes    telles que le     filament         présente une capacité d'émission d'électrons  sensiblement égale à celle du thorium métal  lique quand le filament monté dans une en  veloppe évacuée est chauffé à une tempéra  ture d'émission d'électrons.  



  La matière métallique précitée est. de pré  férence constituée par du tungstène, du     mo--          lybdène    etc., et le traitement thermique du  filament est. avantageusement réalisé dans  une atmosphère réductrice, par exemple, dans  un milieu gazeux contenant un hydrocarbure,  préalablement à son introduction dans une  enveloppe évacuée.  



  Le filament peut être enduit d'une couche       preectrice,        formée,    par exemple, d'une solu  tion de nitrocellulose dans de l'acétate     amy-          lique,    avant qu'il sorte de l'atmosphère réduc  trice, en vue d'empêcher son oxydation avant       son        introduction    dans une enveloppe évacuée  pour     servir    de filament émetteur d'électrons.  



  Le dessin annexé représente, schématique  ment et à titre d'exemple, un appareil ser  vant à. la mise en     oeuvre    du procédé suivant  l'invention.  



  Dans le dessin. un filament de tungstène  à oxyde     thorique    2 qu'il s'agit d'activer, se  déroule d'une bobine 3 et passe par une  chambre de traitement 4 pour s'enrouler sur  une bobine 5. La, chambre de traitement 4  renferme une atmosphère de gaz de forma  tien, comprenant du nitrogène ou autre gaz       inerte,    mélangé avec un hydrocarbure appro  prié, en     fa.;sant    barboter le gaz inerte dans  une quantité de benzine 6, par exemple, con  tenue dans un récipient 7 et où il se charge  de vapeurs de benzine.

   Le gaz arrive d'un       c@-lindre    à pression (non représenté) par une  soupape de réglage 8 et pénètre par le tube  9 au sein de la benzine que contient le réci  pient 7, pour passer de là par le tube 11  dans la. chambre de traitement 4. Le gaz tra  verse tout le long de cette chambre et s'en  échappe par une ouverture 12. Au lieu du  barbotage dans un hydrocarbure facilement       vaporisable,    comme la benzine, le gaz inerte  pourrait être mélangé directement avec une  faible     proportion    de gaz. d'éclairage avant    son introduction dans la, chambre de traite  ment 4.  



  La chambre 4 renferme une cloison 13  et comporte deux cuvettes à contact à mer  cure 14, 15 reliées à, une batterie électrique  16 par l'intermédiaire d'un interrupteur 17  et d'un rhéostat de réglage 18, ce circuit élec  trique     permettant    de chauffer le filament 2  au rouge foncé, pendant qu'il passe entre les  cuvettes à. contact à mercure 14, 15.  



  Des moyens appropriés 19 sont prévus  pour enduire le filament 2 d'une couche pro  tectrice après sa sortie de la     cuvette    à, con  tact à mercure 15 et avant qu'il quitte la  chambre de traitement 4. Ces moyens com  prennent un petit bac à liquide     d'enduisage     19 renfermant une poulie     d'enduisage    rota  tive 21 plongeant dans le liquide     d'enduisage     22 contenu dans le bac 19 et constitué par  une solution de     nitrocellulose    dans de l'acé  tate amylique, le filament, en passant sur la.  poulie 21, se recouvrant de cette solution qui  y forme une couche protectrice contre l'oxy  dation avant que le filament ne vienne au  contact de l'air.  



  Le recouvrement. du filament de     nitro-          cePulose    avant sa,     sortie    de la chambre de  traitement est avantageux dans     -certains    cas,  mais n'est pas nécessaire. Après avoir passé  les moyens     d'enduisage    19, le filament sort  de la chambre de traitement. 4 par l'ouverture  12 et s'enroule sur la bobine 5.  



  L'action des vapeurs d'hydrocarbure sur  le filament chauffé est quelque peu dépen  dante de la température à laquelle le filament  est chauffé, c'est-à-dire que plus est grande  la température à laquelle le filament est  chauffé, plus est grande son action réductrice  sur celui-ci. La.     meilléure    température dépend  aussi à certains points de vue de la concen  tration de l'atmosphère de traitement en hy  drocarbure -et est approximativement celle  qui correspond au rouge foncé. Elle peut  aussi dépendre de la. quantité d'oxyde     tho-          rique    contenue dans le filament.

   Une matière  métallique     filamentaire    à base de tungstène  contenant. les quantités usuelles d'oxyde de      thorium, environ 1- à 2 % ,par exemple, don  nera les meilleurs résultats.  



  Pendant le traitement, il: faut admettre  qu'une certaine quantité de l'oxyde de tho  rium contenu dans le filament est réduite à  l'état de thorium métallique ou bien qu'une       certaine    quantité du tungstène se combine  avec du carbone de l'atmosphère     hydroc.ar-          burée    en formant     d11    .carbure de tungstène à  la surface .du filament.

   Ce carbure de tungs  tène est stable au contact de l'air à des tem  pératures ordinaires et le filament peut, par       conséquent,    être manipulé, en tant que cela  concerne ce carbure, tout à fait comme un  filament de tungstène ordinaire. .D'autre  part, il peut aussi se former un peu     de'car-          bure    de thorium.  



  Cependant, si le traitement est poussé  trop loin, le tungstène pourra être converti  en carbure en si grande quantité que le fila  ment peut devenir trop fragile pour être ma  nipulé.  



  Ordinairement, il faut croire qu'un mé  lange de thorium métallique et de carbure  de tungstène se produit à la surface du fila  ment.. C'est en raison de la présence de tho  rium métallique qu'il est avantageux de mu  nir le filament d'une     eouelhe    protectrice em  pêchant l'oxydation     dudit    thorium.  



  Après le traitement     décrit,    le filament  peut être utilisé dans un dispositif émetteur  d'électrons, en combinaison avec un agent de  nettoyage pour éliminer les gaz résiduels et  occlus, tel que de l'aluminium ou du magné  sium, si on le désire. On a trouvé que     la    ca  pacité d'émission d'électrons d'un filament  ainsi traité correspond sensiblement à celle  du thorium métallique, ce qui s'explique par  le fait qu'il contient soit du thorium à sa sur  face ou à son intérieur, ou du carbure de  tungstène et de l'oxyde     thorique,    ou du car  bure de thorium et de l'oxyde     tho:

  rique,    qui,  au chauffage dans l'enveloppe évacuée d'un  dispositif émetteur d'électrons, réagissent  pour former du thorium métallique et du  dioxyde -de carbone, ou un autre oxyde de  carbone, le .carbone du carbure de tungstène  ou du carbure de thorium réduisant une cer-         taine        quantité    de l'oxyde     thorique    en thorium.

    Quels que puissent en être les causes, l'expé  rience prouve que la     constitution    du filament  après le traitement décrit est telle, qu'après  son montage dans un     -dispositif    électronique,  comme cathode chauffée à l'incandescence, le  filament présente une capacité :d'émission d'é  lectrons sensiblement égale à celle du thorium  métallique, ce qui indique que du thorium a  été développé à la surface -ou :à l'intérieur du  filament. Si le filament était enduit     :d'une     couche protectrice comme décrit     phis    haut,  celle-ci se vaporisera facilement au premier  chauffage dans ledit     dispositif.  

Claims (1)

1. REVENDICATION Procédé pour fabriquer un filament pour émission .d'électrons, consistant à prendre un filament en matière métallique à oxyde thorique et à le soumettre, avant son intro duction dans une enveloppe évacuée, à. un traitement thermique dans des conditions pro pres à une activation telles que le filament présente une capacité !d'émission d'électrons sensiblement égale à celle du thorium métal lique quand le filament monté dans une enve loppe évacuée est chauffé une température d'émission d'électrons.

   SOUS-REVENDICATIONS 1 Procédé suivant la, revendication, caracté risé en ce que 1c traitement thermique du filament à oxyde thorique est réalisé en présence d'un gaz réducteur. 2 Procédé suivant la sous-revendication 1, -caractérisé en ce que le traitement ther mique du filament à oxyde thorique est réalisé en présence d'un gaz contenant un hydrocarbure. 3 Procédé suivant. la revendication, .caracté risé en ce que le traitement thermique du filament à oxyde thorique est effectué à une température correspondant au rouge foncé.

   4 Procédé suivant la revendication, caracté- risé en ce que le traitement thermique du filament à oxyde thorique est produit par le courant électrique. 5 Procédé suivant la. revendication, caracté risé en ce que le filament. à oxyde thorique est recouvert, après le traitement ther mique, d'un enduit formé d'une substance facilement vaporisable et destiné à em pêcher son oxydation.