Материал для холодных катодов

Материал для холодных катодов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

МАТЕРИАЛ ДЛЯ ХОЛОДНЫХ КАТОДОВ -газоразрядных приборов, содержащий алюминий и кремний, отличающ и и с я тем, что, с целью уменьшения распыления катода, он содержит указа,нные компоненты в следующем соотношений , мас.%: Алюминий 98,35-99,5 Кремний0,5-1,65

ае !Юi

СОЮЗ СОВЕТСНИХ ВВ ц

РЕСПУБЛИК

А1 (gg)g Н 01 J. 1/30

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ASTOPCKOI4Y CSHggTEflbCTBY

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ИОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ 4 ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 3344724/18-21 (22) 06. 10. 81 (46) 15.05.91 Вюя. 11 18 (72) А.И. Ивлев, Г.Ф. Лоренц, Л.Г. фролов и А.П.Коржавыи (S3) о21.385.032.212(088.8) (56) Плешивцев H.B. Катодное распыпение. M. Атомиздат, 1968, с. 101-102, "Алюминий". Пер. с анг. под ред.

Туманова А,.Т. и др. М., Металлургия, 1972, с. 113.

Изобретение относится к.области электронной техники и может быть использовано при. разработке и производстве газоразрядных приборов и лазеров.

В, приборах с холодным катодом наблюдается процесс распыления материала, который характеризуется удалением частиц ловерхности катода. в результате бомбардировки положительными ионами. Катодное распыление всегда сопровождается поглощением рабочего газа распыпеиными частицами. Изменение давления рабочего газа при поглощении его пленкой распыпенного матерна" ла катода резко влияет на электрические характеристики приборов и ограничивает их долговечность. Кроме того, распыпенные частицы, попадая на арма . туру и внутриламповые детали приборов, также снижают электрические,ха рактеристики, а попадая на выходные окна газоразрядных лазеров, могут

; уменьшить иж выходную мощность ниже заданных пределов.

2 (54) (57) МАТЕРИАЛ ДЛЯ ХОЛОДНЫХ КАТОДОВ.газоразряднйх приборов, содержащий алюминий и кремний> о т л и ч а юшийся тем, что, с целью уменьшения распыления катода, он содержит указанные компоненты в следующем соотношении, мас.Е:

Алюминий 98,35-99,5

Кремний Ов5 1 э 65

Известно применение в газоразряд

3 ных приборах алюминия в качестве материала для холодных катодов. На поверхности катода из алюминия при окислении образуется прочная пленка окисла, препятствующая, с одной стороны, дальнейшему окислению поверхности, с другой - являющаяся доволь« 4Р но устойчивой к распылению в газовом Ю . разряде. Недостатками катодов из чис- ФЭ того алюминия являются крупнозернистая структура окисной пленки, спо- Д:ь

:собствующая распылению катода, и дли» ! тельный процесс старения, приводящий

, к растрескиванию защитной окисной пленки катода s приборе и усиленному распыпению в местах дефектов.

Долговечность катодов из чистого алюминия марки АВ 000 не превышает, Ь !

: 3,5 - 8,5 ч в жестких режимах работы.

Наиболее близкими к предлагаемому., катодному материалу являются сплавы

, алюииния, содержащие s своем составе, кремний, 1023947

З

Техред Л.Сердюкова. Корректор С. Шекмар . Редактор Е. Гиринская

Заказ 2443 Тираж 321 Подписное

3НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Рауюская иаб., д. 4/5

:Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина,101

Известные катодные материалы на основе алюминия, содержащие. в своем составе кремний, имеют ряд других присадок, таких, как магний, марганец, медь, железо.

Сплав АИЦ содержит в своем составе 0 ° 15 — 0 35X Si; 0,25-0,45X Fe

1,0-1,4 Mg и 0 ZX Мп (в примесях); сплав АК8-06-1,2Х Si; 3,9-4,8X Си; 1р . 0,4"0,8Х Hg; 0,4-1,0Х Ип. .Однако,. сильное взаимодействие присадок с кремнием, например образова. ние прочного соединения gg

АК8 в жестких режимах не превышает

t7-23 ч, сппава АИЦ вЂ” 370 ч. Кроме того, катоды из указанных сплавов имеют 20 достаточно долгий срок старения в приборах, что приводит к дополнительному растрескиванию окисной пленки и постепенному усилению распыления катода. 25

Целью изобретения является уменьшение распыпения катода.

Указанная цель достигается тем, что материал для холодных катодов газоразрядных приборов на основе сплава, содержащего алюминий и кремний в соотношении,мас.X: .: Алюминий 98,35-99,5, Кремний 0,5-1,65

- Присадка кремния в алюминии в ука35 занном процентном соотношении приводит к .образовайию специфической микроструктуры поверхности, характеризующейся малым размером зерен и их определенной ориентацией после окисления, . что препятствует распылению. Окисная пленка на поверхности катода из сплава алюминия с кремнием характеризуется малой дефектностью, малым размером зе 45 рен, поэтому мало распыляется в разряде.

Кроме того, процессы старения катодов нз сплава алюминия с кремнием составляет несколько суток, поэтому катод в приборе практически не подвержен старению и обладает стабильньпки параметрами в течение длительного срока службы. Срок службы катодов из сплава алюминия с кремнием в жестких режимах составил более 1000 ч.

Содержание кремния в сплаве с алюминием менее .0,5Х приводит к росту зернистости структуры окисной пленки йа поверхности катода иэ-за малого

%лияния присадки кремния на свойства окнсной.пленки..Содержание кремния в сплаве с алюминием более 1,65Х также нежелательно, так как 1,65Х является предельной концентрацией растворимости кремния в алюминии. Кремний растворяется в.решетке алюминия, образуя твердый раствор. При содержании кремния больше 1 65Х он появляется в сплаве в свободном виде и способствует образованию неоднородной по структуре окисной пленки, которая распыляется в разряде., Данный катодный материал применен для холодных катодов газоразрядных гелий-неоновых лазеров. Долговечность ранее применявшихся в приборах катодов из сплава АМЦ не превышала 370500 ч, долговечность катодов из предлагаемого материала (99Х AI+1X Si) составила. 1200 ч в том же режиме, при- чем катоды находились после испытания в.рабочем состоянии.

Использрванне данного материала в качестве холодных катодов газоразрядных приборов и лазеров позволит существенно снизить катодное распыпение, а . следовательно, увеличить долговечность .приборов.