Автоэлектронный катод электровакуумного прибора
Патент 1419395
Авторы
Классы МПК
Автоэлектронный катод электровакуумного прибора
Реферат
Изобретение относится к электровакуумной технике. Автоэлектронный катод электровакуумного прибора с активным покрытием из щелочно -земельных металлов (ЩЗМ) содержит металлическое основание, на котором расположен слой из соединений ЩЗМ, прилегающий к боковой поверхности эмиттеров, выполненных из тугоплавкого металла, например из сплава рения с вольфрамом или молибденом, и присоединенных к основанию. При этом верхний край слоя из соединений ЩЗМ размещен на расстоянии d от вершины эмиттеров, определяемом выражением 5 d 10, где d - толщина эмиттера. Автоэлектронный катод имеет увеличенный ток автоэлектронной эмиссии и повышенную долговечность.
Изобретение относится к электровакуумной технике, а более конкретно к конструкции ненакаливаемого катода электровакуумного прибора. Целью изобретения является увеличение тока автоэлектронной эмиссии и повышение долговечности катода. В предлагаемом автоэлектронном катоде, благодаря нагреву в процессе его активирования на стадии изготовления, поверхность автоэлектронных эмиттеров покрывается слоем щелочно-земельных металлов за счет процесса поверхностной миграции по боковой поверхности автоэлектронных эмиттеров из слоя соединений щелочно-земельных металлов, нанесенного на основание и разлагающегося с выделением щелочно-земельных металлов при нагреве, что существенно снижает работу выхода электрона автоэлектронных эмиттеров. Учитывая, что катод работает в техническом вакууме 10-4-10-5 Па на поверхности автоэлектронных эмиттеров адсорбируются молекулы кислорода и, таким образом, создаются достаточно устойчивые системы с весьма малой работой выхода электрона, например W -О -Ва 1,34 1,38 эВ, Мо 0-Ва1, 35 эВ, Re -О- Ва 1,1 эВ. Это способствует увеличению тока автоэлектронной эмиссии. Долговечность катода увеличивается в связи с повышением количества щелочно-земельного металла на поверхности автоэлектронных эмиттеров. Слой из соединений щелочно-земельных металлов, расположенный на основании, должен прилегать к боковой поверхности автоэлектронных эмиттеров для обеспечения требуемого активирования автоэлектронных эмиттеров щелочно-земельными металлами с помощью его поверхностной миграции, что увеличивает ток автоэлектронной эмиссии и повышает надежность катода. Верхний край слоя из щелочно-земельных металлов установлен от вершины автоэлектронных эмиттеров на расстоянии d не менее 5, вследствие необходимости исключения экранирующего влияния основания катода на коэффициент усиления напряженности электрического поля у вершины автоэлектронных эмиттеров. Верхний край слоя из щелочно-земельных металлов расположен от вершины автоэлектронных эмиттеров на расстоянии d не более 10d. Это обусловлено необходимостью нормального активирования автоэлектронных эмиттеров, на что отрицательно влияет ограниченный радиус миграции щелочно-земельных металлов по поверхности тугоплавких металлов при допустимых температурах активирования. Указанные числовые ограничения подобраны экспериментально и необходимы для получения требуемого высокого значения тока автоэлектронной эмиссии. Влияние толщины автоэлектронных эмиттеров, расстояния от верхнего края слоя из соединений щелочно-земельных металлов до вершины автоэлeктронных эмиттеров, а более конкретно соотношения между этими параметрами на увеличение тока автоэлектронной эмиссии, определено при проведении экспериментальных исследований. Применение сплава, состоящего из рения с вольфрамом или рения с молибденом для изготовления автоэлектронных эмиттеров, позволяет существенно уменьшить расход дефицитного металла рения, что снижает стоимость самого катода. При этом долговечность катода не уменьшается, так как остается без изменения запас активного вещества щелочно-земельного металла. Ненакаливаемый катод электровакууммного прибора содержит основание в виде тонкостенного цилиндра диаметром 12 мм, выполненное из никелевой ленты толщиной 0,25 мм. К основанию присоединены автоэлектронные эмиттеры в форме дисков из фольги сплава молибден рений с содержанием 47% рения, толщина дисков автоэлектронных эмиттеров 20 мкм, всего 100 дисков, наружный диаметр дисков 26 мм. Автоэлектронные эмиттеры могут быть выполнены и в виде стержней из сплава молибден рений с содержанием 47% рения, всего 3000 стержней толщиной 50 мкм. Стержни автоэлектронные эмиттеры присоединены к основанию при помощи сварки, диски автоэлектронные эмиттеры присоединены к основанию с помощью двух никелевых дисков с фланцами, расположенных на краях системы автоэлектронных эмиттеров и приваренных контактной электросваркой к основанию. На основание одним иэ известных способов нанесен слой двойного эквимолярного карбоната бария стронция толщиной 200 мим. Слой прилегает к боковой поверхности автоэлектронных эмиттеров. Верхний край слоя расположен от вершины автоэлектронных эмиттеров на расстоянии 10 толщин автоэлектронных эмиттеров и составляет 200 мкм при выполнении автоэлектронных эмиттеров в виде дисков и 500 мкм при выполнении автоэлектронных эмиттеров в виде стержней. На основание со стороны, противоположной расположенным там автоэлектронным эмиттерам, установлен технологический подогреватель, выполненный неалундированным, позволяющий при мощности накала 50 Вт нагревать катод до 1000oС. Такой катод обеспечивает при длительности импульса 10 мкс величину тока 10 А при напряжении 12 кВ. При включении анодного напряжения у поверхности автоэлектронных эмиттеров, активированных пленкой щелочно-земельных металлов, создается электрическое поле с необходимой напряженностью и практически мгновенно появляется ток автоэлектронной эмиссии, отбираемый на анод. Такой катод не требует затрат мощности на накал, обеспечивает практически мгновенную готовность к работе. Технические преимущества изобретения заключаются в том, что повышаются ток автоэлектронной эмиссии и долговечность катода. Кроме того, возможно снижение затрат дорогостоящих дефицитных металлов.
Формула изобретения
1. Автоэлектронный катод электровакуумного прибора с активным покрытием из щелочно-земельных металлов, содержащий металлическое основание, к которому присоединены эмиттеры из тугоплавкого металла, отличающийся тем, что, с целью увеличения тока автоэлектронной эмиссии и повышения долговечности катода, он содержит слой из соединений щелочно-земельных металлов, расположенный на основании и прилегающий к боковой поверхности эмиттеров, причем верхний край этого слоя установлен на расстоянии d от вершины эмиттеров, определяемом выражением 5 d 10, где толщина автоэлектронного эмиттера, м. 2. Катод по п. 1, отличающийся тем, что, с целью экономии дефицитных металлов, эмиттеры выполнены из сплава рения с вольфрамом или молибденом.MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
Номер и год публикации бюллетеня: 36-2000
Извещение опубликовано: 27.12.2000