Procédé de fabrication d'électrodes activées pour tubes à décharge électrique. La présente invention est relative à la fabrication d'électrodes activées pour tubes à décharge électrique, en particulier ceux à atmosphère gazeuse. Les électrodes utilisées pour les tubes à décharge dans des atmo sphères gazeuses sont généralement classées en deux groupes: les électrodes dites froides , dont la température ne dépasse généralement en aucun point le rouge sombre, et les élec trodes dites chaudes qui, en fonctionnement, présentent généralement un point au rouge blanc, ou même à température plus élevée.
Les électrodes froides ont une longue durée de fonctionnement, pratiquement indé pendante de la fréquence des amorçages et très souvent supérieure à 10 000 heures; elles peuvent supporter un très grand nombre d'amorçages instantanés, c'est-à-dire par la simple application d'une tension suffisamment forte, par exemple 100 000 et plus. Par contre, elles donnent lieu à une chute de tension' éle vée: 100 à 250 volts, les chutes les plus faibles étant obtenues lorsque ces électrodes métalli ques sont garnies d'un revêtement émissif à base de composés alcalino-terreux.
Les électrodes chaudes ont une durée de fonctionnement phis faible et sont plus forte ment détériorées par les amorçages, notam ment par les amorçages instantanés: les durées des lampes fluorescentes basse tension, qui sont munies de ces électrodes, sont générale ment indiquées par leurs constructeurs comme étant inférieures à 10 000 heures lorsqu'elles sont amorcées une fois toutes les trois heures. Cette durée est d'autant plus courte que la lampe est somnise à un amorçage plus fré quent, par exemple 1000 heures à raison d'un amorçage toutes les deux minutes.
De plus,, le courant de décharge qu'une électrode chaude donnée peut débiter doit être com pris entre des limites assez étroites, par exem ple entre 0,3 et 0,6 ampère. Par contre, ces électrodes ont une chute de tension totale (ca thodique +anodique) égale à 15 à 25 volts seulement, ce qui améliore l'efficacité lumi neuse des lampes à décharge sur lesquelles. elles sont montées, spécialement lorsque la longueur de celles-ci est relativement faible.
Les électrodes obtenues selon le procédé faisant l'objet de l'invention possèdent les avantages de ces deux types d'électrodes à la fois sans en présenter les inconvénients, ce qui semble n'avoir jamais été réalisé jusqu'ici: son nombre d'allumages instantanés possibles peut dépasser 200 000, sa durée est générale ment d'au moins 10 000 heures, sa chute de tension totale est de 15 à 40 volts, et le cou rant de décharge admissible débité par une même électrode peut varier entre un maxi mum et de 1/5 ou le 1110 de ce maximum.
Les électrodes ainsi fabriquées peuvent être de petit volume; de préférence, elles sont réalisées sous la forme connue creuse, pourvue intérieurement du produit. émissif, présentant un orifice par où passe la décharge, et munie de moyens empêchant la décharge de se pro duire autre part que sur la surface interne de sa cavité.
Suivant l'invention, on fabrique ces élec trodes en mettant en présence une substance contenant au moins dans sa majeure partie du peroxyde de baryum avec au moins un métal réfractaire ayant un point de fusion compris entre 2400 et 3000 C et un poids ato- mique compris entre 95 et 182, et -en faisant réagir chimiquement le peroxyde de baryum avec ledit métal en portant ces deux corps à -une température comprise entre 500 et 1300 C, le produit gris noir en résultant étant destiné à constituer la matière émissive de l'électrode,
au moins la fin de ladite réaction étant réali sée dans ime atmosphère non oxydante à une pression voisine de la pression atmosphé rique.
Comme métal réfractaire, on peut envisa ger le molybdène et le tantale. Ladite réaction peut être effectuée, très simplement, par fusion du peroxyde de baryum en présence du métal réfractaire qui peut être, par exem ple, du molybdène ou du tantale, ou ces deux métaux à la fois.
Le peroxyde de baryum utilisé peut être pur ou mélangé à d'autres substances, ces der nières pouvant, ou non, donner naissance à des matières émissives. On obtient avec des garnissages de matière activante épais des résultats bien meilleurs qu'avec des garnis sages peu épais.
Il n'est généralement pas utile de fixer la matière activante à son support par un frit tage; en effet, la simple fusion du peroxyde (le baryum fait adhérer d'une façon très satis faisante sur des supports de diverses natures le peroxyde lui-même, ainsi que ses produits de réaction sur le molybdène et le tantale et ses produits de décomposition. La matière activante peut ainsi former un revêtement épais, quoique solide, sur son support, ce qui permet à l'électrode ainsi constituée de fonc tionner pendant très longtemps et de suppor ter de très nombreux amorçages sans pré chauffage, tout. en ne présentant qu'une chute de tension cathodique faible.
Les figures ci-jointes représentent, à titre d'exemple non limitatif, diverses électrodes obtenues par des mises en oeuv re particulières du procédé selon l'invention.
La fig. 1 est une vue en élévation dîme partie de lampe à atmosphère de mercure et de gaz rare, notamment argon, krypton, xénon.
La fig.@ 2 est une coupe par l'axe de l'élec trode représentée sur la fig. 1.
La fig. 3 représente, partie en coupe, par tie en élévation, une autre électrode avec son support formant arrivée de courant, l'extré mité du pied de tube à décharge auquel est fixée cette électrode, et la. partie voisine de l'enveloppe de ce tube.
La fig. 4 représente ime autre électrode avec les amorces de ses deux supports-arrivées de courant, ainsi que la bobine utilisée pour un stade de sa fabrication.
La fig. 5 représente une électrode avec l'amorce de son support-arrivée de courant. La fig. 6 représente les résultats d'essais effectués sur un tube à décharge muni d'élec trodes semblables à celle représentée sur la fig. 3.
L'électrode représentée sur les fig. 1 et 2 présente -une zone chaude et une zone froide, particularité qui semble avantageuse dans cer tains cas. Elle comporte une paroi, formée par la soudure l'un sur l'autre d'une virole 1 à fond replié, d'un disque 2 placé par-dessus le fond de la -virole et bouchant le trou de ce fond, et d'une cuvette 3 placée par-dessus de disque 2; les bords de cette cuvette tou chent la virole ou, tout au moins, en sont très proches, afin d'empêcher la matière acti- vante de s'écouler en dehors de l'électrode lors de la fabrication de celle-ci.
Les pièces 1, 2, 3 sont en feuille de molybdène de 0,1 mm d'épaisseur; elles forment une cavité dont la paroi intérieure est garnie d'une couche 4, relativement épaisse, de matières émissives, cette couche étant obtenue, par exemple, de la faon indiquée plus.loin.
La paroi 1, 2, 3 est soudée à un étrier en nickel 5 qui la relie aux arrivées de courant 8, 9 de l'électrode et, de plus, refroidit la partie inférieure de celle-ci, créant ainsi une zone froide à cet endroit.
Une coiffe 6 en matière isolante, en stéatite par exemple, recouvre la majeure partie de la surface extérieure de la paroi de molyb dène, laissant découverts le fond et une zone annulaire voisine de ce fond; elle recouvre également le bord supérieur de la virole 1 et déborde un peu à l'intérieur de celle-ci. Cette coiffe empêche les décharges électriques de jaillir des parties de la surface de la paroi qu'il recouvre et, de plus, calorifuge ces par ties, créant ainsi une zone chaude située du côté de l'orifice de cette paroi. La coiffe com porte un orifice 7 par lequel passent les dé charges, qui ont ainsi accès à l'intérieur de l'électrode.
Elle est maintenue sur la paroi de molybdène, d'une part, parce qu'elle est enfi lée sur celle-ci, d'autre part par les arrivées de courant 8 et 9 qui sont repliées sur son évasement 10.
Pour éviter que des décharges ne prennent naissance autre part qu'à l'intérieur de l'élec trode, les parties de la surface externe de la paroi de celle-ci qui ne sont pas couvertes par la coiffe 6 sont revêtues d'une couche anti- émissive 11, d'alumine par exemple. Ce dépôt est obtenu, par exemple, en enduisant ces sur faces, au pinceau ou par pulvérisation au pis tolet, avec clé l'alumine finement divisée en suspension dans un liquide organique, l'alcool éthylique par exemple. Les arrivées de cou rant 8, 9 et l'étrier 5 sont revêtus de la même couche.
De cette façon, ni ces pièces, ni la sur face extérieure du fond de la paroi de molyb dène et de la zone annulaire voisine de ce fond ne sont chauffées par un fonctionnement en anode ou en cathode, ce qui contribue au refroidissement de la zone froide ; ce refroi dissement est également assuré par la triple épaisseur chu fond de la paroi et, comme il a été indiqué plus haut, par transmission de chaleur par les pièces 5, 8, 9 dont la section est relativement importante. On pourrait éga lement empêcher que des décharges ne partent de la surface extérieure de l'électrode ou des pièces qui lui sont connectées en enfilant sur la coiffe 6 une rondelle de mica dont la péri phérie sera voisine de l'enveloppe 18 de l'ap pareil à décharge comportant cette électrode.
Ainsi qu'il est habituel dans l'industrie des tubes luminescents, l'électrode est montée sur Lui pied en verre 12, pincé sur ses arrivées de courant 8, 9 et qui peut, comme dans le cas représenté sur la fig. 1, comporter un queü- sot 13.
Pour obtenir la couche 4 de matière émis- sive, on peut procéder de la façon suivante: On commence par mettre dans la cavité cons tituée par la paroi 1, 2, 3, de la matière acti- vante, du peroxyde de baryum en poudre dans le cas présent, puis on fond sur place cette matière, par chauffage au chalumeau par exemple;
cette fusion forme alors une couche de matière activante tapissant l'intérieur de la paroi de molybdène. Il peut être avanta geux, pour rendre plus rapides les opérations ultérieures, de chauffer ensuite l'électrode vers 850 C pendant une demi-heure sous vide, ou dans un gaz inerte comme l'azote, ou ré ducteur comme l'hydrogène.
La formation de l'électrode et l'opération correspondante pour l'autre électrode sont ensuite réalisées, comme il est usuel dans cette technique, par exemple en faisant passer des décharges entre ces deux électrodes, montées dans la lampe, après avoir dégazé celle-ci et y avoir introduit une atmo sphère convenable, par exemple de l'argon, sous une pression de quelques millimètres de mercure.
L'électrode représentée sur la fig. 3 com porte une paroi en molybdène dé i/ic mm d'épaisseur et formée d'im cylindre 21 et d'im fond 22. Ce. cylindre est soudé à -un' fil 24, de nickel de 0,8 mm de diamètre par exemple, qui supporte l'électrode et lui amène le cou rant. Ainsi que pour l'électrode représentée par les fig. 1 et 2, le fil 24 est scellé de façon étanche dans un pied 26, en verre, lui-même soudé à l'enveloppe 27.
Le molybdène a, de préférence, été soumis au préalable à un chauffage vers 1200 C dans une atmosphère d'hydrogène, qui, entre autres, élimine toute trace d'oxydation.
La paroi de l'électrode est revêtue, sur sa face interne, d'une couche relativement épaisse 23 de substances émissives, obtenue de la façon suivante: On remplit tout d'abord la cavité limitée par la paroi 21, 22 de bioxyde de baryum pur ou mélangé à d'autres ma tières.
Le tout est ensuite chauffé, au moins à la température du rouge, dans une atmo sphère réductrice, constituée par exemple par un mélange d'azote et d'hydrogène ou par du gaz ammoniac; la durée de ce chauffage doit être au 'moins égale à celle au bout de laquelle le bioxyde de baryum est devenu gris noir, la production de baryum métalli que n'étant pas nécessaire; si l'on chauffe vers 1250 C, cette durée est de l'ordre d'une demi-minute, donc relativement courte.
Ce chauffage peut être obtenu en induisant dans la paroi 21, 22, un courant électrique à haute fréquence, à l'aide d'une bobine telle que celle représentée en 28 sur la fig. 4. Cette opéra tion de chauffage a pour effet de faire fon dre le bioxyde de baryum- et- de faire réagir l'un sur l'autre le bioxyde de baryum et le molybdène.
Le produit obtenu contient géné ralement environ 73% de baryum, 7% de molybdène et 201/o d'oxygène, ce qui corres pond approximativement à la formule 7 Ba02 + 1 Mo03; cette formule n'est indi quée que comme une représentation de la com position centésimale de la substance, car on n'a pas pu déterminer de quel corps elle est le mélange, ou même si elle n'est pas compo sée d'im produit défini, pour la"majeure par tie ':et pour le reste, de petites quantités de produits à d'autres stades de la réaction.
Ce chauffage peut être effectué en atmo sphère -simplement non oxydante (azote, gaz rares), mais il est préférable que cette atmo sphère soit réductrice, au moins pendant la fin de la réaction; en pratique, il est plus simple d'utiliser pendant toute la durée du chauffage une atmosphère réductrice. La ré action ci-dessus se fait assez rapidement, mais ne donne généralement pas lieu à un déborde- ment des matières contenues dans la cavité, débordement qui aurait pour effet gênant que la face externe de la paroi de l'électrode serait recouverte, au moins localement, de substances émissives.
Dans l'opération telle qu'on la réalise en pratique et qui s'effectue dans un mélange d'azote et d'hydrogène, tout d'abord le chauf fage à haute fréquence fait monter progres sivement et en quatre secondes environ la température de la paroi à 900 ou 1000 C. A ce moment, la réaction s'amorce, ce qui se traduit par une brusque montée en tempé rature de la paroi et par im bouillonnement des matières contenues dans la cavité de l'électrode; en une seconde environ, la tem pérature de la paroi monte vers 1300 C, puis retombe vers 1100 C. La réaction ne s'effec tue pas brutalement.
Lorsque le bouillonne ment cesse, la réaction est pratiquement ter minée, mais on continue à chauffer encore pendant quatre secondes environ pour main tenir la température vers 1100 C, afin d'être Au que la réaction soit complète. Depuis le début du chauffage, il s'est écoulé environ 9 secondes. La matière contenue dans la cavité de l'électrode a alors une couleur gris noir. Il est généralement inutile de pousser le chauf fage au point que du baryum métallique se dégage des substances émissives par volatili- sation, en quantité sensible.
On laisse ensuite l'électrode se refroidir pendant 10 ou 12 secondes dans la même atmosphère que celle où le reste du traitement a été effectué.
On recouvre ensuite d'un dépôt isolant d'alumine 25 toutes les surfaces, autres que l'intérieur de la cavité, où une tache cathodi que pourrait se produire: surface externe de la paroi 21, 22, arrivée de courant 23. Ce dépôt 25 est obtenu, par exemple, par projection au pistolet d'une suspension d'alumine pulvérisée, dans l'alcool; il peut, sans inconvénient, recou vrir également une partie du pied 26.
Le remplacement du peroxyde par un autre oxyde de baryum ou par un hydrate de baryum donne de mauvais résultats: un autre oxyde ne réagirait pas sur le molybdène, un hydrate ne réagirait pas non plus et, dans certains cas, provoquerait des' débordements gênants pendant la réaction.
Si l'on veut faire réagir de faon analogue, sur le peroxyde de baryum, du tungstène, la réaction est violente et a même une allure explosive. La plus grande partie des matières est chassée de la cavité de l'électrode et ce qtü reste n'a aucune adhérence sur les parois; cette adhérence est cependant une qualité primordiale lorsque l'électrode doit fonction ner à haute température et sans qu'on la pré chauffe avant l'amorçage des décharges. La réaction est également trop violente lorsque le peroxyde de baryum est en contact avec cer tains corps trop réducteurs comme l'alumi nium ou le carbone.
Par contre, le dépôt émissif obtenu par le procédé ci-dessus forme sur la paroi une croûte très adhérente et dense, bien qu'il n'y ait au cune opération de frittage. Ce dépôt est peu détérioré par un court séjour à l'air, con trairement aux oxydes ou aux hydrates sou vent utilisés. On petit donc manipuler les élec trodes sans précautions spéciales pendant les opérations subséquentes. .
DeiLY électrodes ainsi obtenues peuvent être immédiatement mises en place par sou dage des pieds auxquels elles sont fixées, res pectivement aux deux extrémités d'un tube de verre, revêtu ou non de matières fluores centes. L'ensemble est ensuite soumis aulx opé rations habituelles de la fabrication des lampes fluorescentes et des tubes à décharge analo gues: dégazage par les moyens habituels (chauffage sous vide dans une étuve ou par des décharges, chauffage des électrodes par champ à haute fréquence), remplissage de gaz rare et introduction d'une goutte de mercure, fonctionnement pendant quelques minutes afin de faire diffuser le merci-ire dans la lampe.
Il est à remarquer que, en général, l'opération de dégazage n'est plus accompa gnée de la formation de l'électrode et n'a plus besoin d'être effectuée par des dé charges prolongées et à très forte intensité; l'électrode est en effet à l'état activé dès que la réaction entre. le bioxyde de baryum et le molybdène est terminée.
Si l'on désire conserver une électrode un- certain temps avant de la monter, il suffit de déposer ime goutte de collodion dans sa cavité. En séchant, cette goutte laisse sur la surface des substances émissives une pellicule de nitro- ; cellulose étanche; cette pellicule disparaîtra ensuite lors du dégazage du tube dans lequel sera montée l'électrode.
Il est probable que, lors du fonctionnement de cette électrode, le bioxyde de baryum con tinue à réagir sur le molybdène de la paroi: on constate, en effet,,que celle-ci est rongée progressivement et finit même par se percer.
On petit également constater que les taches qui, après un certain temps de fonctionne- , ment, se produisent au voisinage des élec trodes ainsi fabriquées; contiennent un peu de molybdène; par contre, contrairement aux taches dues aux électrodes activées au baryum par les procédés connus, le baryLun n'y est -, souvent pas décelable et, en tous cas, y est en quantité si faible qu'on ne petit le doser par les moyens chimiques usuels.
Une telle électrode, destinée .à émettre un courant pouvant varier de 0,1 à 0,5 ampère; peut avoir, par exemple, un diamètre'de 4 mm et -une longueur de 10 mm; la quantité corres pondante de bioxyde de baryum utilisée pour l'activer est de l'ordre de 100 milligrammes: Cette électrode, en fonctionnement sous 0,4 ampère, peut subir au moins 200 000 allu mages avant d'être mise hors d'usage, chacun de ces allumages étant suivi d'une période de fonctionnement de 10 secondes et d'un arrêt, pendant 10 secondes.
D'après les résultats obtenus jusqu'ici dans la construction des lampes fluorescentes à cathodes froides ou chaudes, tut tel nombre d'allumages possibles correspond à une vie probable en service nor mal de l'ordre- de 15 000 heures. La somme de la chute anodique et de la chute cathodique pour une telle électrode est, en fonctionne ment, d'environ 20 à 40 volts pour des cou rants de 0,2 à- 0,5 ampère; ces tensions sont voisines de celles que l'on obtient dans le cas d'électrodes formées d'un filament enroulé en hélice et revêtu de -matières émissives, et sont très inférieures à celles des électrodes dites froides .
La zone chaude de l'électrode est une très petite surface, presque un point, dont la température, dans le cas de l'électrode ayant les dimensions indiquées, varie de 1200 à 1800 C selon l'intensité du courant débité (0,1 à 0,6 ampère). Au voisinage immédiat de cette zone chaude, la température s'abaisse très rapidement, par exemple à 700 C pour un débit de 0,4 ampère, ou 900 C pour un débit de 0,6 ampère; la température s'abaisse encore lorsqu'on - s'éloigne davantage de la zone chaude et que l'on se rapproche de l'-emplace- ment où est fixée l'arrivée de courant.
Le volume de cette électrode, qui n'est que de 0,12 cm? pour un débit maxim-un normal de 0,5 ampère, est beaucoup plus faible que le volume des électrodes non filamentaires usuelles de cette puissance. Dans ce volume, on peut introduire 0,1 g de peroxyde de ba ryum sans que l'on soit gêné par des déborde ments pendant la réaction ou le chauffage qui la précède; cette quantité est relativement im portante, ce qui est une des raisons de la longue durée de vie d'une telle électrode.
L'électrode représentée sur la fig. 4 est analogue à celle représentée sur la fig. 3; mais sa paroi 29 n'est pas en molybdène, mais en fer très pur, le molybdène métallique étant fourni par un fil 30 de ce métal, enroulé en hélice et disposé dans la cavité avant que l'on introduise le bioxyde- de baryum dans celle-ci.
Sur cette même fig. 4 est représentée, en coupe, la bobine 28 au milieu de laquelle on place l'électrode en vue de chauffer le bioxyde de baryum et de le faire réagir sur le molyb dène; lorsque cette bobine est parcourue par un courant de fréquence et d'intensité conve nables, elle induit dans la paroi de l'électrode' et, dans le cas présent, dans l'hélice de molyb dène 30, des courants de Foucault qui chauf fent ces parties métalliques et, par conduction thermique, le bioxyde de baryum et les autres matières pouvant être contenues dans la cavité de l'électrode.
La fig. 5 représente une électrode dans la quelle la paroi 33 est en céramique, en stéatite par exemple, le courant électrique est amené par le fil 34, qui se prolonge en une sorte d'hélice 35, au sein des substances émissives 23. Le molybdène métallique servant à cons tituer ces dernières est introduit dans la cavité de l'électrode, par exemple sous forme de grains de molybdène, grossièrement mélangés au préalable au bioxyde de baryum. Une ron delle 36, en molybdène ou en fer par exemple, empêche le bioxyde de baryum fondu de cou ler par le jeu existant entre l'arrivée de cou rant 34 et l'orifice de la paroi 33 par lequel cette arrivée pénètre dans la cavité de l'élec trode.
Sur les fig. 3 et 4, l'ouverture de l'électrode est dirigée vers le pied auquel est fixée cette dernière, afin que les taches noires que l'on observe généralement au voisinage des élec trodes se produisent près du pied; sur la fig. 5, au contraire, l'ouverture de l'électrode est diri gée en sens inverse. Il est évident que l'une ou l'autre de ces dispositions peut être utilisée indifféremment pour les trois types d'élec trodes représentés sur les fig. 3, 4, 5. De même, chacune des électrodes peut être mu nie d'un ou de deux supports, ou même phis, un ou plusieurs de ces supports pouvant ne pas servir d'amenée de courant.
Le molybdène métallique pour chacune de ces électrodes peut être sous forme de feuille, fil, poudre, etc. ou sous plusieurs de ces formes simultanément.
Comme indiqué plus haut, la réaction du peroxyde de baryum peut être effectuée égale ment sur du tantale (le molybdène étant, ou non, présent également).
L'électrode peut alors être encore, par exemple, du type représenté sur la fig. 3. Sa paroi comporte -une virole cylindrique et un fond, tous deux en feuille de molybdène de 0,1 mm d'épaisseur. Cette paroi a été, au préalable, désoxydée par chauffage vers 1200 C dans l'hydrogène, puis soudée à une arrivée de courant, elle-même scellée dans un pied.
Le revêtement émissif de l'électrode est obtenu de la façon suivante: On introduit dans la cavité de la paroi un mélange de bioxyde de baryum pulvérisé et de poudre de tantale métallique, mélange que l'on a laissé à l'air humide pen dant -une journée; l'électrode, suspendue à son pied, est ensuite installée dans une enceinte parcourue par un mélange d'azote et d'hydro gène. On porte ensuite, à l'aide d'un champ magnétique à haute fréquence, la paroi de l'électrode à une température supérieure au rouge, ceci pendant une durée suffisante pour obtenir la fusion du peroxyde de baryum et sa réaction sur le molybdène.
Cette étape de la fabrication a été décrite en détail ci-dessus, à propos de la fig. 3; dans le cas présent, du tantale est en présence du bioxyde et réagit sur ce dernier, mais cela ne change pratique ment pas les températures et durées de réac tion, qui sont, par exemple, une dizaine de secondes vers 1200 C.
L'intérieur de l'électrode se trouve, après cette réaction, recouvert d'une croûte adhé rente, granitée et noirâtre, qui constitue la substance émissive activant l'électrode. On laisse l'électrode se refroidir une dizaine de secondes dans l'enceinte, puis on l'enlève et on recouvre d'alumine sa surface externe et son arrivée de courant.
Une électrode ainsi fabriquée a très peu tendance à produire des taches noires sur l'en veloppe de la lampe dans laquelle elle est montée; de plus, on peut la laisser quelques minutes à l'air libre sans qu'elle soit altérée d'une façon gênante.
Une telle électrode, destinée à émettre un courant pouvant varier de 30 à 250 milli ampères peut avoir, par exemple, un diamètre de 4 mm et une longueur de 5 mm; les quan tités correspondantes de bioxyde de baryum et de tantale que l'on a utilisées sont respecti vement de l'ordre de 60 milligrammes et de 40 milligrammes. .
Ces quantités, et même leurs proportions, peuvent d'ailleurs varier fortement tout en donnant d'aussi bons résultats. Le tantale peut être utilisé sous d'autres formes qu'en poudre, par exemple en fil ou paillettes; il peut même constituer tout ou partie de la paroi de l'électrode. Le tantale peut être com plètement noyé dans le peroxyde de baryum, mais il peut aussi, par exemple, s'il est utilisé sous forme de fil, dépasser la surface du per-, oxyde et même sortir de la cavité de l'élec trode.
La paroi de l'électrode peut être ni en molybdène, ni en tantale, mais, par exemple, en fer très pur ou en céramique, comme décrit plus haut.
Du moment que du tantale est en contact avec le peroxyde de baryum, il n'est pas né cessaire que du molybdène métallique soit en contact avec le peroxyde de baryum pendant la réaction; l'électrode peut même ne pas com porter de molybdène.
L'atmosphère dans laquelle on effectue la fusion petit être autre qu'un mélange d'hydro gène et d'azote, par exemple de l'hydrogène, du gaz ammoniac, de l'azote, un gaz rare, etc.; mais il est généralement préférable que la réaction du bioxyde de baryton sur le tantale, et éventuellement le molybdène, se termine en atmosphère réductrice.
L'eau, dont la présence petit ne pas être nécessaire, peut d'ailleurs être introduite avec une seule des matières servant à produire les substances émissives, par exemple en humectant légèrement le bioxyde de baryum, ou bien être ajoutée sous forme d'une très petite goutte d'eau à ces ma tières après leur mise en place dans la cavité de l'électrode, mais avant la réaction ou bien en utilisant un gaz humide pour constituer l'atmosphère dans laquelle cette réaction est , effectuée.
On a constaté que la réaction du peroxyde de baryum lors de sa fusion s'effectue avec une rapidité gênante dans certains cas, en particulier lorsque ce corps est très pur et , très sec. Cette réaction peut être ralentie par l'addition de substances relativement inertes comme un oxyde ou un carbonate alcalino- terreux ou un mélange d'oxydes ou de carbo nates alcalino-terreux. On utilise, par exemple,<B>,.</B> 5 g de carbonate de baryum pour 100 g de peroxyde. La présence d'une trace d'eau, uti lisée comme indiqué ci-dessus, ralentit égale ment la réaction.
La réaction du peroxyde de baryum sur au , moins l'un des métaux molybdènë et tantale, et pouvant être mélangé à d'autres substances comme le carbonate de baryum, peut être effectuée à l'extérieur de la cavité de l'élec trode. Les conditions préférées pour cette réaction sont analogues à celles indiquées ci- avant, à savoir -un chauffage au-dessus du rouge, pouvant ne durer que quelques secondes, dans une atmosphère qui, au moins à la fin, est réductrice ou noir oxydante.
Cette réaction donne -une matière émissive utilisable pour les électrodes; une fois ainsi fabriquée, cette ma tière doit être fixée sur la partie de l'électrode qui est destinée à supporter la substance acti- vante. Cette fixation peut être réalisée d'une façon tout à fait satisfaisante en mélangeant la matière obtenue et broyée, avec. une nou velle quantité clé peroxyde de baryum, en dis posant ce mélange sur la partie à activer de l'électrode, et en chauffant cette partie de façon à faire fondre le peroxyde de baryum.
La fig. 6 représente, à titre d'exemple, les résultats d'essais dans lesquels on a étudié la variation, en fonction de l'intensité du cou rant de décharge, de la tension aux bornes de lampes fluorescentes de 150 cm de long et de 15 mm de diamètre intérieur, munies soit d'électrodes obtenues selon une mise en couvre du procédé selon la présente invention, soit d'électrodes froides.
Les points de la courbe 38 ont été obtenus avec une lampe munie de deux électrodes dites froides , non activées, en fer nickelé, et de 12 cm2 de surface chacune. Ceux de la courbe 39 sont relatifs à une lampe munie d'élec trodes ayant la même forme et la même dispo- sitioii que celle représentée sur la fig. 3, acti vées à l'aide d'un mélange contenant, par élec trode, environ 60 milligrammes de bioxyde _ de baryum et 40 milligrammes de poudre de tan tale; dans le cas présent, chaque électrode a 4 mm de diamètre et 5 mm de long.
On peut voir sur la courbe 39 que la ten sion aux bornes de la lampe reste nettement inférieure à celle obtenue avec des électrodes froides et augmente peu lorsque le courant diminue, tant que ce dernier reste supérieur à 25 milliampères.-La chute cathodique de ces électrodes est faible, même pour des courants aussi faibles que 25 milliampères; elle est de l'ordre de 25 volts (18 volts à 60 milliampères, 15 volts à 100 milliampères). Ceci est un ré sultat particulièrement remarquable car, jus qu'ici, on n'est pas parvenu à faire fonction ner Lune électrode en régime à faible chute de tension pour des courants inférieurs à 100 milliampères.
La comparaison des courbes 38 et 39 montre que la tension aux bornes de la lampe à électrodes fabriquées selon une mise en aeuvre du procédé selon l'invention est infé rieure d'environ 200 volts à celle de la lampe à électrodes froides. Cette différence est due aiLY électrodes car celles-ci constituent la seule différence entre les deux lampes.
Ce gain de tension permet, par exemple, d'alimenter en série deux lampes du type correspondant- à la courbe 39 avec un transformateur à fuites magnétiques ayant une tension à vide de 1300 volts et un courant normal de 50 milli ampères; ce transformateur est normalement utilisé pour alimenter un unique tube corres pondant à la courbe 38, ayant mêmes dimen sions et même puissance lumineuse que cha cun des tubes précédents.
Une autre conséquence de cette faible chute de tension est que, lorsqu'une lampe, munie de ces électrodes, fonctionne au régime de 50 milliampères, la température de son enveloppe n'atteint, à hauteur des électrodes, que 75 ou 80 C, et seulement sur moins d'un centimètre de longueur, bien que ces élec trodes soient des électrodes dites chaudes ; par contre, pour une lampe analogue et fonc tionnant également sous 50 milliampères, mais munie d'électrodes dites froides , la partie correspondante de l'enveloppe atteint environ 120 C et mesure à peu près 4 cm de long.
Un autre avantage de ces électrodes par rapport aux électrodes froides, dont elles ont la longue durée, est leur très faible encom brement. Ces électrodes permettent d'obtenir que la lampe sur laquelle elles sont montées soit lLUnineuse sur toute sa longueur, spéciale ment lorsque leur ouverture est tournée vers le pied qui les supporte, comme représenté sur la fig. 3.
On peut, en montant -bout à bout de telles lampes, constituer une source lumi neuse de longueur aussi grande qu'on le dé sire et ne présentant pratiquement pas de solution de continuité; par contre, si l'on veut obtenir le même résultat avec des lampes à électrodes froides, on est obligé de loger celles-ci dans des tubes de longueur corres pondante qu, l'on soude aux extrémités du tube eonstitaant la partie visible de la lampe et que l'on ramène parallèlement à celui-ci.