Procédé d'introduction d'un métal chimiquement actif dans un récipient évacué ou rempli de gaz. Cette invention concerne l'introduction (!'uii métal chimiquement actif dans un réci pient évacué ou rempli de gaz, tel que le .réci pient d'un dispositif à. décharge électronique i-t d'autres appareils électriques.
Dans la fabrication d'appareils électriques comportant des récipients de ce genre, il est souvent désirable d'-\- introduire dans un état pur une petite quantité d'un métal chi- iniquement actif, tel qu'un métal alcalin, en vue (le débarrasser les appareils des gaz ré siduels,<B>de</B> purifier les gaz rares.
employés #ouv ent dans leurs récipient, d'activer le fi lament en augmentant son pouvoir émetteur d'électrons, de réduire le potentiel de démar rage cet de service desdits appareils électri ques redresseurs ctc., par (le la. vapeur mé- tallique restant en liberté dans le récipient, et pour bien d'autres buts.
Dedifficultés ont été éprouvées jusqu'à présent en essayant. d'introduire des métaux chimiquement actifs, en particulier les mé- f:aux alcalins, tel que du caesinm, potassium, sodium etc. dans des récipients étanches, pare(: que dans leur état libre, ces éléments se combinent très facilement avec les élé ments de l'atmosphère et sont par conséquent très difficiles à manier.
Les métaux alcalins: caesium, potassium, sodium, lithium et rubidium s'évaporent à des températures relativement basses et s'ils sont introduits clans ces appareils avant leur éva cuation, il est difficile de les maintenir dans un état non-volatil, pendant qu'on recuit l'enveloppe durant l'opération d'évacuation. Jusqu'à présent, les métaux alcalins ont été introduits ordinairement dans l'enveloppe après l'évacuation de celle-ci, en les évapo rant à partir d'un tube ou récipient latéral. Il a été déjà proposé antérieurement d'intro duire des métaux volatils dans un récipient.
évacué sous forme d'un composé réductible qui est subséquemment réduit à l'aide d'un agent réducteur approprié afin de libérer le métal alcalin dans le récipient, ce composé étant mélangé avec un agent réducteur et appliqué à l'aide d'un liant approprié à une partie métallique de l'appareil qui peut être chauffée, par exemple par induction à haute fréquence, pour effectuer la réduction de l'alliage.
Bien que ce procédé fournisse de bons résultats, il y a le danger, dans le cas des substances employées jusqu'à maintenant, qu'elles absorbent de la vapeur d'eau avant leur introduction dans l'appareil, qui est alors libérée lorsque la décomposition se pro duit, et affecte défavorablement le fonction nement de l'appareil dans lequel le métal al calin est introduit. Par exemple, dans le appareils à. décharge électronique employant des cathodes de tungstène tliorié, la vapeur d'eau provoque l'oxydation du contenu en thorium de la. cathode et anéantit ou compro met sérieusement son pouvoir d'émission. Il n'a pas été possible de chauffer lesdites subs tances par la recuite de l'appareil suffisam ment pour en .éliminer toute l'eau.
Dans la fabrication d'appareils à vide élevé, il est d'usage de recuire les électrodes, ordinairement avant leur montage, dans de l'hydrogène, afin d'en éliminer toutes les traces d'oxygène pendant l'évacuation et de recuire l'enveloppe à des températures rela tivement élevées pour chasser du verre toute la vapeur d'eau et les gaz occlus. On com prendra facilement qu'il est inutile de pren dre ces précautions extrêmes pour éliminer toute l'humidité de l'appareil, si l'on libère ensuite de nouveau de la vapeur d'eau, après que le tube a été bouché, lors de la décom position des composés du métal chimiquement actif.
Dans le procédé suivant la présente in vention, on introduit également un métal chi miquement actif dans un récipient évacué ou à remplissage de gaz sous forme .d'un composé de métal décomposable pour l'y décomposer ultérieurement, mais on a soin d'employer à cet effet un composé de métal stable à la température ordinaire, exempt d'humidité et non hygroscopique, pour que lors de la dé composition subséquente,- on puisse obtenir le métal à. l'état pur, sans dégagement d'eau, qui, comme on l'a vu, porterait atteinte soit au fonctionnement, soit à. la durée- de<B>l'ap-</B> pareil.
Le composé de métal prévu -peut être mé langé sous forme de poudre avec un agent ré ducteur finement divisé, tel que du magné sium ou de l'aluminium et. être appliqué con venablement au moyen d'un liant appropri( à une partie intérieure de l'appareil pouvant être chauffée à une température. suffisante pour effectuer la réduction chi composé.
Si on le désire, le composé et l'agent ré ducteur peuvent être enfermés dans un tube métallique d'un point de fusion relative ment bas qui est étiré à de petites dinLen- sions et. est découpé en petites longueurs pour former des capsules contenant une quantité déterminée de la matière en question. La. capsule peut être soudée ou fixée autrement à une partie métallique de l'appareil où elle peut être cbauffée par des courants d'iaduc- tion à haute fréquence pour fondre la capsule et libérer son contenu.
Les composés métalliques qui peuvent être employés sont par exemple des chroma tes, des bichromates, des permanganates, des doubles sels haloïdes tels que du fluorure de potassium et (le zirconium, de caesium et d'u ranium ou de caesium et de zirconium. En particulier, les permanganates, chromates et bichromates des métaux alcalins peuvent être séchés jusqu'à l'état complètement exempt. d'eau et sont susceptibles d'être facilement préparés.
Les doubles sels haloïdes sous forme de poudre peuvent, être mélangés avec un agent réducteur, tel que du magnésium au de l'alu minium, en proportion moléculaire ou avec un excédent de matière réduetriee et être ap pliqués à la partie intérieure de l'appareil de toute manière désirée, où ils peuvent être chauffés subséquemment pour donner lieu à la réaction. Le magnésium ou aluminium se combine avec l'halogène en formant de l'ha- loïde de magnésium ou d'aluminium et en libérant le métal alcalin.
Lorsqu'on emploie le permanganate d'un métal alcalin, tel que le permanganate de caesium, on utilise, de préférence, un agent réducteur modéré, tel que du fer ou du nickel en poudre, à la, place d'aluminium ou de magnésium, parce que le permanganate contient unie brande quantité d'oxygène et provoque avec des agents réducteurs trot> puissants une réaction trop violente.
Dans la fabrication de tubes pour radio- signalisation à métal alcalin, tels que des tu bes amplificateurs à caesium, qui comportent un filament de tungstène, la combinaison de permanganate de caesium ou de bichromate de caesium et d'un agent réducteur métalli que, tel que du Mischmetall ou du fer ou de l'aluminium, peut donner la possibilité de fournir l'oxygène pour oxyder un filament de tunngstène aussi bien que pour libérer le eaesium, par une seule opération de chauf fage.
Dans le mode actuel de la. fabrication de tubes amplificateurs à caesium il est d'u sage d'évacuer et de recuire le tube complÈ#- lement et d'y faire admettre ensuite une pe tite quantité d'oxygène à partir d'un réci pient extérieur. Le filament est alors mis à l'incandescence dans cette atmosphère d'oxy gène pour faire oxyder sa surface afin de la rendre capable de retenir une pellicule de caesium métallique. L'excédent d'oxygène est alors évacué par pompage et le caesium est introduit dans l'appareil.
En employant du permanganate de caesium ou du bichromate ou un autre composé de métal alcalin conte nant de l'oxygène, l'opération d'introduire de l'oxygène d'une source séparée peut être sup primée, l'oxygène étant fourni par la décom position du composé.
Bien qu'on ait énoncé ci-dessus un nom bre de composés métalliques suffisamment stables, non-hygroscopiques et exempts d'hu midité, il va de soi que l'invention n'est pas limitée aux composés métalliques ou agents réducteurs mentionnés, mais que l'invention concerne l'emploi de tout composé métallique possédant lesdites propriétés et pouvant être réduit soit par la chaleur seule, soit à, l'aide des agents de réduction mentionnés, soit par d'autres agents de réduction. Comme on l'a déjà vu, à la place d'aluminium ou de ma- --nésium, on peut employer du Mischmetall pour réduire le composé métallique.
On peut aussi employer du calcium métallique, bien qu'on préfère les autres agents réducteurs mentionnés, parce que le calcium forme à l'air des hydroxydes et des carbonates et en traîne par conséquent la, possibilité d'intro duire de la vapeur d'eau ou d'autres matiè res nuisibles dans l'enveloppe de l'appareil.