Dispositif à décharge en atmosphère de gaz et de vapeur de mercure comprenant au moins une électrode froide et de forme creuse La présente invention a pour objet un dispositif à décharge en atmosphère de gaz et de vapeur de mercure, comprenant au moins une électrode froide et de forme creuse-. Ce dispositif est caractérisé en ce que cette électrode comprend, fixée à sa paroi interne, au voisinage de la partie de l'électrode qui est la plus éloignée de celle par où la décharge sort de cellerci, au moins une petite pièce en. une matière se compo sant, au moins principalement, d'au moins un métal des terres rares à l'état métallique,
la superficie de la dite matière étant inférieure au dixième de celle de la paroi interne de l'électrode et le tout étant agencé de façon que la superficie totale de ladite matière reste inférieure au dixième de la superficie de ladite paroi au moins pendant la presque totalité de la durée de vie de l'électrode.
On pourrait croire à priori qu'il est désavanta geux de disposer le métal émissif à l'opposé de l'ori fice de l'électrode, parce qu'on allonge ainsi le tra jet que les électrons ont à parcourir sans produire de radiations utilisables, avant de sortir de l'électrode.
Effectivement, on constate que, avec la disposi tion selon la présente invention, la chute cathodique est plus élevée, de quelques volts, que lorsque la pièce de métal émissif est plus près de l'orifice 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 telle électrode, électrode ayant fonctionné 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.
En outre, la position du métal émissif vers le milieu de l'électrode semblerait, en plus, la plus avan tageuse en ce qui concerne son refroidissement dans le but d'empêcher l'évaporation de ce métal. Ce re froidissement, en effet, est effectué par le transfert de la chaleur de la pièce à la paroi de l'électrode ; il est d'autant meilleur qu'est plus faible la distance moyenne entre ladite pièce et les différents. points de l'électrode, donc que la pièce est plus proche du milieu de la longueur de l'électrode.
Ces quelques inconvénients sont largement com pensés car, en réalité, il a été découvert que; si cette disposition dans le fond de l'électrode donne bien une chute cathodique un peu plus élevée, par contre elle a pour résultat un allongement important de la durée de vie de l'électrode.
La présente invention a également pour objet un procédé de fabrication du dispositif selon l'invention ce procédé est caractérisé par le fait qu'il comporte une opération pendant laquelle l'électrode, munie de ladite pièce, est soumise à un traitement thermique dans une atmosphère d'azote sous une pression de quelques millimètres de mercure.
La figure unique du dessin ci-annexé représente, à titre d'exemple, en coupe par l'axe, une électrode froide, constituant une partie d'une forme d'exécu tion du dispositif selon l'invention.
Cette électrode comporte un cylindre en tôle nicke lée 1 de 50 mm de long et de 12 mm de diamètre aux extrémités duquel se trouvent deux pièces en stéatite : un fond 7 et un anneau 2 percé d'un orifice 3 et dont la collerette 5 protège la tranche 4 du cylin- dre 1. Une arrivée de courant 8 est soudée à ce der- nier ; on peut aussi souder plusieurs arrivées de courant.
Dans le cas représenté, 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 exem ple, 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.
Le lanthane peut être remplacé par d'autres métaux des terres rares ou par d'autres matières se composant, principalement ou en tota lité, d'un ou plusieurs métaux des terres rares à l'état métallique.
Une fois les diverses parties de l'électrode fixées les unes aux autres, celle-ci est soumise à un traite ment 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 à vide de façon à le purger assez complètement de l'air qu'il contenait. On remplit alors<B>le</B> tube d'azote à une pression de l'ordre de deux millimètres de mercure et l'on rac corde les deux électrodes à une source de courant de façon. à faire passer entre elles une décharge électri que dont l'intensité est augmentée progressivement.
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 jus ;
qu'à obtention d'un assez bon vide, de façon à élimi ner 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 pas contenir plus de 10 % d'impuretés autres que des gaz rares ; la teneur en oxygène, gaz qui est nuisible, doit être maintenue inférieure à 5,%.
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 sans que la surface du lanthane augmente notablement.
La décharge utilisée pour le traitement décrit ci-dessus présente alors, par exem ple, 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 ; elle est cependant suffisante car le lan- thane absorbera ensuite ce qu'il pourra y avoir comme traces de gaz nuisibles.
Il y a plusieurs avantages à se contenter d'une décharge relativement faible: l'ou= tillage pour la fabrication est simplifié, la matière du fil 6 ne fond pas et est peu pulvérisée par le bombar dement ionique et la matière fluorescente oui revêt éventuellement le tube n'est que très peu affectée par ce traitement.
Le traitement dans l'azote a pour effet de réduire considérablement l'oxydation de la surface du lanthane, oxydation qui diminuerait la faculté d'absorption des gaz par ce métal et rendrait celui-ci plus apte à produire des décharges avec tache catho dique au lieu de décharges en lueur s'étendant sur une grande partie de la surface interne du cylindre 1. Les taches cathodiques, présentant des températures élevées, feraient se volatiliser les parties du fil de lan thane sur lesquelles elles se fixeraient.
Si, conformément à la pratique normale, on ef fectuait le dégazage en faisant passer une décharge dans le tube où l'on a fait le vide après y avoir intro duit une goutte de mercure, la présence d'oxygène résiduel ferait perdre aux électrodes traitées dans ces conditions une partie de leur pouvoir d'émettre des électrons à basse température que leur confère la présence de lanthane ou d'un métal analogue. Les électrodes ayant la même constitution, mais traitées comme décrit, utilisent bien mieux les propriétés avantageuses de ces métaux.
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 l'on fermera et coupera à peu de distance de chaque électrode une fois le traitement terminé ; on obtient ainsi de petits récipients étanches dans cha cun desquels une électrode est enfermée, ce qui per met 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.
Si, contrairement à ce que l'on fait dans les for mes d'exécution de l'objet de l'invention, le lanthane ou un métal analogue était fixé à peu près à égale distance du fond et de l'entrée de l'électrode, il empê cherait la partie arrière de la cavité de l'électrode d'émettre des électrons. Ceci serait particulièrement néfaste si l'on utilisait des électrodes de longueur ré duite par rapport aux dimensions habituelles.
Comme l'électrode ne présenterait alors qu'une surface utile réduite, elle s'échaufferait trop, ce qui ferait dispa raître progressivement le lanthane. Les particules de lanthane qui quitteraient ainsi le fil s'amalgameraient avec le mercure et celles qui ne se seraient pas dépo sées dans l'électrode ne serviraient plus à réduire la chute cathodique de tension.
Lorsque l'électrode décrite comporte plusieurs pièces de métal des terres rares, il est préférable que toutes ces pièces soient disposées au voisinage du fond de l'électrode.