[0001] La présente invention concerne les tubes électroniques à électrodes planes comportant
au moins une grille en graphite pyrolytique.
[0002] Ces grilles consistent généralement en une ou plusieurs nappes de fils fins limités
à une bordure épaisse, parallèles entre eux ou entrecroisés pour former des mailles.
[0003] Plus précisément l'invention a pour objet un procédé de fabrication d'une grille
plane en graphite pyrolytique.
[0004] Les avantages présentés par l'utilisation de grilles en graphite pyrolytique (dit
encore graphite orienté) sont aujourd'hui bien connus ; ils ont été décrits notamment
dans plusieurs brevets déposés par la demanderesse : les brevets français 1 344 220
et 1 523 248 notamment.
[0005] La demanderesse a également décrit dans divers brevets et demandes de brevet des
procédés de fabrication de grilles en graphite pyrolytique de forme cylindrique par
épitaxie directe sur un mandrin chaud, résolvant les problèmes particuliers à l'utilisation
de graphite pyrolityque.
[0006] Cependant jusqu'à présent les tentatives d'utilisation d'électrodes planes en graphite
pyrolytique préparées par épitaxie directe, comme les grilles dont il vient d'être
question, ont toujours été des échecs, du fait des contraintes qui prennent naissance
au cours du refroidissement du dépôt de graphite, contraintes qui résultent de l'anisotropie
thermique du graphite pyrolytique, et qui persistent après refroidissement dans la
plaque ainsi obtenue utilisée comme électrode. Ainsi une plaque de graphite initialement
plane à 2000° C devient courbe à 20° C.
[0007] La solution qui consiste à usiner dans la plaque devenue courbe un élément plan doit
être écartée car en cours de fonctionnement, malgré la précontrainte appliquée aux
fils constituant la grille, l'élément, placé à la température ambiante, se déforme
à nouveau, risquant de provoquer, lorsqu'il est monté dans un tube, un court-circuit
grille-cathode, l'espace grille-cathode des tubes à électrodes planes étant à peine
de quelques centièmes de millimètres.
[0008] Ce problème est résolu en utilisant le procédé d'obtention d'une grille plane suivant
l'invention, qui consiste essentiellement à préparer la grille à partir d'une ébauche
cylindrique en graphite pyrolytique (préparé elle-même par exemple suivant les enseignements
du brevet 1 523 248) en effectuant les opérations suivantes :
- usinage de précision de l'ébauche cylindrique pour l'amener à l'épaisseur choisie
pour la grille plane définitive ;
- découpage de flans, par jet de sable (ou tout autre procédé n'entraînant pas de
contraintes d'usinage de flans), dans l'ébauche cylindrique ;
- déformation des flans obtenus par pression ou dépression;
- éventuellement, rectification finale par meulage des éléments plans obtenus précédemment
;
- exécution du réseau de fils par jet de sable (ou tout autre procédé n'entraînant
pas de contraintes d'usinage) ; et
- montage de la grille dans un cadre de contrainte métallique, en tenant compte du
sens de courbure initiale de la grille, de manière que sa concavité soit tournée vers
la cathode du tube.
[0009] L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui suit et des figures
qui s'y rapportent parmi lesquelles :
- les figures 1, 2 et 3 illustrent diverses phases du procédé suivant l'invention
; et
- la figure 4 est une vue en coupe de la grille obtenue suivant l'invention mise en
place dans un tube.
[0010] On voit, en 1, figure 1, une ébauche cylindrique en graphite pyrolytique de grand
diamètre (200 mm par exemple). Dans celle-ci sont découpés, de préférence par jet
de sable pour éviter la génération de contraintes parasites, des éléments 2 (par exemple
circulaires de 20 mm de diamètre) dont chacun est destiné à être transformé en une
grille plane. Les éléments 2 obtenus sont évidemment incurvés, mais dans un seul plan,
perpendiculairement à l'axe de l'ébauche, alors que lorsque l'on part d'une ébauche
plane à haute température, obtenue par épitaxie plane directe, les éléments refroidis
sont généralement incurvés suivant plusieurs plans différents.
[0011] Les éléments 2, primitivement incurvés suivant un seul plan, sont transformés en
éléments plans comme indiqué en figure 2 par action simultanée d'une pression exercée
par une meule 3 sur l'élément et d'une dépression : l'élément 2 est maintenu sur la
partie supérieure poreuse ou percée de trous 40 de faible diamètre, d'une chambre
4 en dépression (représentée ici vue en coupe schématique par un plan vertical) dans
laquelle par exemple on entretient le vide, par une pompe représentée symboliquement
par la flèche 5. Le dispositif permettant d'aplatir l'élément 2 n'est représenté que
très schématiquement, n'étant pas en lui-même un objet de l'invention, et sa réalisation
étant du domaine de la technique courante, tout dispositif connu ayant le même effet
pouvant d'ailleurs être substitué à celui représenté.
[0012] L'élément 2 aplati obtenu en fin de la phase illustrée figure 2 est éventuellement
rectifié, puis l'élément est usiné par jet de sable de manière à présenter l'aspect
d'une grille formée de fils ; la grille ainsi obtenue est serrée dans un cadre métallique
de contrainte 6, représenté en coupe figure 3, cadre qui, en même temps qu'il tend
la grille sert de support pour son montage dans le tube, dont seule une partie de
la cathode 7 est représentée ici. En fonctionnement, ce cadre se trouve en général
à une température très inférieure à celle des fils de la grille.
[0013] A la figure 4 est représentée la grille à la fois en vue de dessous en a) (dans la
disposition de la figure 3 où la grille est au-dessus de la cathode) et, en b) en
coupe par le plan vertical de trace VV ; cette figure met en évidence le montage de
la grille, de telle manière que toute déformation de celle-ci dans le sens de la courbure
initiale de l'ébauche dans laquelle elle a été découpée (la grille en coupe est représentée
fictivement ici avec, pour la compréhension, sa courbure initiale bien, qu'à ce stade
de la préparation, elle soit plane) ait tendance à l'éloigner de la cathode (vers
le haut dans la disposition de la figure 2).
[0014] Les indications numériques données plus haut n'ont que la valeur d'exemples non limitatifs,
mais il apparaît qu'il est souhaitable d'avoir un rapport 0
1/0
2 (diamètre de l'ébauche φ
1/diamètre φ
2 ou grande dimension transversale de l'élément plan découpé dans celle-ci) aussi grand
que possible, les variations relatives pouvant affecter l'espace grille-cathode par
suite de la déformation de la grille étant en raison inverse de ce rapport.
[0015] Ces grilles trouvent une application dans tous les tubes électroniques à cathode
plane, et les tubes de grande puissance en particulier, pour la réalisation des électrodes
de commande de l'ensemble cathodique, notamment.
1. Procédé de fabrication d'une grille plane de tube électronique en graphite pyrolytique,
caractérisé par les opérations successives suivantes :
- préparation d'une ébauche cylindrique en graphite pyrolytique par épitaxie sur un
mandrin chaud ;
- usinage deprécision de l'ébouche cylindrique pour l'amener à l'épaisseur de la grille
plane définitive ;
- découpage d'un flan aux dimensions de la grille dans l'ébauche en question ;
- aplatissement de l'élément découpé par l'exercice d'une pression sur l'une des faces
de celui-ci ;
- éventuellement rectification finale par meulage de l'élément plan obtenu à la suite
de l'opération précédente ;
- usinage du flan de façon à y faire apparaître, à l'intérieur d'une bordure épaisse,
un réseau de fils fins délimitant des ouvertures entre eux, par tout moyen connu,
sablage notamment ;
- montage de la grille en extension dans un cadre de contrainte.
2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'au cours de l'opération
d'aplatissement l'autre face du flan est en communication avec une chambre de dépression.