Термокатод для электронных устройств

Термокатод для электронных устройств

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к электронной технике и может быть иг.пользфвано в электронных системах, тре-. бующих высоких плотностей тока эмиссии . Термокатод для электронных устройств содержит торцовый эмиттер (ТЭ) 1 из гексаборида лантана, на боковой поверхности которого имектся кольцевой паз 3, глубина и ширина Которого составляет 5-15% от нысоты ТЭ 1, керн 2 из графита, уплотненного пироуглеродом, в котором закреплен ТЭ 1 с помощью кольцевого ножа 4 из композиционного углерод-углеродного материала, причем кольцевой нож 4 и керн 2 монолитно связаны один с другим пироуглеродом. Изобретение повышает срок службы термокатода и его механическую и электрическую прочность. 1 З.П. ф-лы, 1 ил. О) с

Ю

СОЮЗ СОЕЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИ4ЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51) 5 Н 01 J 1/14

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

Cl (46) 30.06.93. Бюл, Р 24 (21) 4075911/21 (22) 04.06.86 (71) Институт горючих ископаемых и Всесоюзный электротехнический институт им. В.И.Ленина (72) А.Н.Ермилов, Л.В.Логинов, В.И.Переводчиков, М.И.Рогайлин и А.П.Шумилин (56) Котельников Р.Б,, Башлыков С.П., Гелиакаров 3.П. и Каштанов А.И. Особо тугоплавкие элементы и соединения.

Справочник. М.: Металлургия, 1969, с. 180

Кудинцева Г.А. н др. Термоэмиссионные катоды. М-Л.: Энергия, 1968,, с. 309. (54) ТЕРМОКАТОД ДЛЯ ЭЛЕКТРОННЫХ УСТРОЙСТВ

„.SV„„1376823 А1 (57) Изобретение относится к электронной технике и может быть использовано в электронных системах, трс-. бующих высоких плотностей тока эмиссии. Термокатод для электронных устройств содержит торцовый эмиттер (ТЭ) 1 из гексаборида лантана, и» боковой поверхности которого имеется кольцевой паз 3, глубина и ширина которого составляет 5-157 от высо ты ТЭ 1, керн 2 из графита, уплотненного ннроуглеродом, в котором закреплен ТЭ 1 с помощью кольцевого ножа 4 из композиционного углерод-углеродного материала, причем кольцевой нож 4 и керн 2 монолитно связаны один с другим пироуглеродом. Изобре- / тение повышает срок службы термокато- да и его механическую и электрическую С прочность 1 э ° п ° ф лы у 1 ил °

13768?3

11зг бретение относится к элег.т1>оfffl(!II технике > л ил1С Iгно к термс> элг>гсcffoflflhlM катс>дам, H можа "г бьш b Ifc» вольэог>ано Fl .>>гегстропн>>х системах

5 требующих высоких плотностей тока миссии.

Целью изобретения яг>ляется ноньг"

IDefIIIe срока службы катода и его механической и электрической прочности. 10

Изобретение поясняется чертежом.

Устройство содержит торцовый эмиттер 1 иэ гексаборида лантана, графитонг>й керн 2, кольцевой паз 3 B змп гтере, кольцевой нож 4 . 1S

Эмиттер t иэ гексаборида лантана

«а боковой поверхности содержит кольцевой иаэ 3, глубина и п>ирина которого сос танляют 5-157 от пысoòl f эмиттера, керн ? катода (матрица для мо- 20 заИЧНЫХ КатОдоп) ИЗГОТО111ГЕН ИЭ ГрафИ- . та, уплотненного пироуглеродом, а закрепление эмиттера в керне (матриЦЕ) ОСУЩЕСТНЛЕНО С ПОМО>ПтЮ КОЛЬЦЕВОГО псина 4 иэ комггозиционного углерод-Уг- 25 .1>сроггнс>го материала, входящего в кольцевой паэ 3. Причем эмиттер 1, кс>>гьцевой но>к 4 и керн 2 (матрица)

Лсо НО ПИТНО С ПЯ Э ЛНЫ Г1РЧ Г С ДРУГОМ ПИ роуглг родом. В частности, кольцевой 30 нож может f>f>ITb изготов.пен из угперодного жгута, объемно уплотненного пиРОУгг>ЕРОДОМ.

Уплотнение графи.га пироуглеродом

rIoIIfIIDает абсол>отпые значения прочнос-З5 ти графита, при этом сохраняется тенденция роста прочности с температурой, Использование пироуплотненного графита расширяет возможности механической обработки керна, наггример, при изготовлении мозаичньгх катодов.

Кроме того пггроуплотненный1 графит обладает повышенными по сравнению с неуплотненным графитом антиэмиссионнг ми свойствами что существенно при 45 изготовлении матриц мозаичных катодов, Учитывая, что коэффициенты термического расширения графита и гексаборида лантана близки, в катоде не воэникгпот термоупругце деформации, которые характерны для катодов с металлическими корпусами. При рабочих температурах («< 1700 С) пироуплотненный графит практически не взаимодействует с гексаборидом лантана. Соединение эмиттера с кеРном (лсатрицейг) осуществляется с помощью кольцевого ножа, входящего в паз эмнттера. Глубина и ширина паза составляет 5-157. От нысоты эмиттера, Более п>ирокий паэ может вызвать появление сколов на краях эмиттс1>11, а более узкий не обес пе Illò паITåæíf>ãо механического контакта эмиттера с керном катода. Кольцевой нож изг.отавливается иэ композиционного углерод-углеродного материала, так как этот материал химически пассивен к 1.аРг, и имеет коэффициент термическог.о расширения (КТР), согласованный с КТР эмиттера и керна, а технология его изготовления проста.

Термокатод получают следующим образом, На боковой поверхности эмиттера из гексаборида лантана прорезают кольцевой паэ, глубина и пгирина которого составляют 5-157. от высоты эмиттера, паэ заполняют углеграфитовым материалом. В качестве последнего мажет быть использован углеграфитовый жгут из волокна марки

"Урал-Т", "IIAH" и др,, такоц же жгут, но пропитанный карбонизирующимся свя" зующим (фенолформальдегидные смолы, форполимеры и др.), карбонизирующееся связующее с углеродным наполнителем (углеродные волокна, порошкообраэный графит). Эмиттер с заполненным пазом вставляют в отверстие керна (матрицы), изготовленного из графита, например марки АРВ или МЛГ-6, и помещают в реактор для термохимической обработки. В случае применения связующего предварительно осуществляют карбониэацию со скоростью подъема температуры 2-15 град/мин, про" цесс карбоиизацни ведется при температуре 1000-1200оС. Далее в реакторе осуществляется процесс осаждения пироуглерода..из газовой фазы (пироуплотнение). Этот процесс ведется в токе углеродсодержащего газа, например метана, при давлении 10"30 мм рт. ст. и температуре 900-1000 С в течение

50-100 ч. В этих условиях происходи объемное уплотнение графитового керна (матрицы), формирование композиционного кольцевого ножа, а также моиг>литггое соединение всех деталей катода.

Пример.

Были изготовлены и прошли испытания катод с диаметром эмиттера 30 мм и высотой 3 мм и мозаггчный катод в ниде графитовой матрицы диаметром

75 мм, на которой были размещены 32 эмиттера диаметром 9 мм и высотой

1376821

Формулдн!»r.рету

Составитель Г.Кудинцева

Техред И.Дидык Корректор С.П1екмар

Редактор Т.Куркова

Тираж Подписное

ИНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 2828

Производственно-пол»графическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 3

3 мм. Электроискровым методом на боковой поверхности эмиттерон делался кольцевой паз шириной и глубиной

0,3 мм, что составляет 107 от высоты эмиттера. В качестве материала ножа использовалась полифиламентная нить марки »У11ал-T", полученная на основе гидратцеллюлоэы, диаметром 0,10,15 мм, В паз закладывалась нить (2-3 витка}, а эмиттер вставлялся в отверстие корпуса (матрицы), изготовленного иэ графита марки APB. Заполнение порогового пространства графита и нити осуществлялось в токе метана при давлении 20 мм рт.ст. и температуре 1050 С в-течение 100 ч. По окончании реакции поверхность эмиттеров очищалась от пленки пироуглерода шлифовкой. Катоды прошли испытания, включающие термЬциклирование и снятие эмиссионных характеристик.

Проведенные испытания показали существенные преимущества предлагаемого катода по сравнению с известным в части ресурса и механической прочности.

t. Термокатод для электронннм уст5 ройс тв, включающий торно ный эм» втер иэ гексаборида лантана и кер» нз углеродного материала, о т л » ч а ю шийся тем, что, с целью увеличения срока службы катода, его механической и электрической прочности, на боковой поверхности эмиттера выполнен кольцевой паз, глубина и ширина которого составляет 5-157 от высо. ты эмиттера, в качестве материала керна использован графит, уплотненный пироуглеродом, а эмиттер закреплен в керне кольцевым ножом из композиционного углерод-углеродного материала, причем эмиттер, кольцевой нож и керн монолитно соединены один с другим пироуглеродом.

2. Термокатод по п.1, о т л и— ч а ю шийся тем, что кольцевой нож выполнен из жгута углеродной полифиламентной нити, объемно-уплотненной пироуглеродом.