Способ изготовления высоковольтного вакуумного геркона

Способ изготовления высоковольтного вакуумного геркона

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к электровакуумной технике, в частности к способам изготовления высоковольтных вакуумных герконов.

Одна из важных проблем, возникающих при изготовлении и эксплуатации вакуумных герконов, заключается в нестабильности давления остаточных газов, которое приводит к разбросу эксплуатационных характеристик приборов. Для обеспечения низкого и стабильного во времени давления остаточных газов, внутри геркона размещают титановый газопоглотитель (геттер).

В первоначальном виде титановый геттер химически инертен. Для приведения его поверхности в химически активное состояние проводят операцию термического активирования (нагревание в вакууме до определенной температуры). При активировании с поверхности титана удаляются адсорбированные газы и окислы, а титан диффундирует из объема на поверхность. В результате образуется атомарно чистая поверхность титана.

Известен способ изготовления высоковольтного вакуумного геркона, при котором термическое активирование геттера осуществляется за счет возбуждения в нем токов Фуко [Шехмейстер Е.И. Технология производства электровакуумных приборов. - М.: «Высшая школа», 1992, с. 361].

К недостаткам данного способа относится вредность воздействия поля высокой частоты на работников и погрешность установления заданной температуры геттера. Кроме того, неизбежен нагрев металлических контакт-деталей геркона, который приводит к интенсивному выделению газов и снижению эффективности работы геттера.

Известен способ изготовления высоковольтного вакуумного геркона [RU 2254637, Н01J 9/00, Н01J /18, опубл. 20.06.2005], при котором осуществляют нагрев геттера до температуры 740-750°С инфракрасным излучением в диапазоне длин волн 1,2-4,8 мкм.

Однако использование данного способа в технологии изготовления герконов не представляется возможным из-за интенсивного нагрева используемым инфракрасным излучением стеклянного баллона геркона. Сопутствующее нагреву выделение газов из стекла может полностью нейтрализовать работу геттера.

Наиболее близким способом того же назначения к заявляемому объекту по технической сущности и достигаемому результату является способ изготовления высоковольтного вакуумного геркона, предусматривающий размещение титанового геттера внутри геркона, создание в его объеме вакуума и последующее термическое активирование геттера лазерным излучением, проходящим через стеклянный баллон геркона [US 5929515, H01 L 23/26, опубл. 27.07.1999 г.] Описанный способ принят за прототип предлагаемого изобретения.

Однако в известном способе геттер должен располагается внутри геркона автономно, в специально выделенной нише. В связи с этим использование данного способа, принятого за прототип, приводит к существенному усложнению конструкции и технологии изготовления геркона.

Технической задачей изобретения является упрощения известного способа изготовления высоковольтного вакуумного геркона.

Технический результат заключается в обеспечении возможности размещения внутри геркона титанового геттера без изменения его конструкции.

Данный технический результат достигается тем, что в способе изготовления высоковольтного вакуумного геркона, предусматривающем размещение титанового геттера внутри геркона, создание в его объеме вакуума и последующее термическое активирование геттера лазерным излучением, проходящим через стеклянный баллон геркона, титановое покрытие толщиной 0,5-1,0 мкм наносят непосредственно на поверхность контакт-деталей геркона, не участвующую в коммутации тока.

Положительный эффект от использования изобретения обусловлен получением герконов со стабильными эксплуатационными параметрами.

Таким образом, сопоставительный анализ предложенного технического решения и уровня техники позволяет установить, что заявленное изобретение соответствует требованию «новизна и «изобретательский уровень».

Заявляемый способ изготовления высоковольтного вакуумного геркона поясняется фиг. 1, на которой представлено схематическое изображение геркона и направления лазерного излучения. Цифрами на фиг. 1 обозначены: 1 - контакт-детали; 2 - стеклобаллон; 3 - титановое покрытие, 4, 5 - возможные направления лазерного излучения.

Способ реализуется следующим образом. Перед сборкой геркона на внутреннюю или внешнюю поверхность контакт-деталей, не участвующую в коммутации тока, вакуумным испарением наносят титановое покрытие толщиной 0,5-1,0 мкм (фиг. 1), выполняющее функцию геттера.

После полного цикла изготовления геркона осуществляют термическое активирование геттера воздействием на поверхность контакт-деталей импульсным лазерным излучением с длиной 1,05 мкм, длительностью 1 мс и энергией 0,5-2,0 Дж на установке «Квант 17». При этом наблюдается локальное расплавление облучаемого участка контакт-детали, восстановление геттерирующих свойств титана, которое сопровождается уменьшением давления остаточных газов внутри геркона и ростом его напряжения пробоя - таблица 1.

Из анализа полученных данных следует, что предлагаемый способ позволяет на 1-4 кВ увеличить напряжение пробоя герконов и гарантированно получать приборы с напряжением пробоя на уровне 11-13 кВ.

Положительный эффект от использования данного способа обусловлен повышением качества и снижением брака выпускаемой продукции.

Способ изготовления высоковольтного вакуумного геркона, предусматривающий размещение титанового геттера внутри геркона, создание в его объеме вакуума и последующее термическое активирование геттера лазерным излучением, проходящим через стеклянный баллон геркона, отличающийся тем, что титановое покрытие толщиной 0,5-1,0 мкм наносят непосредственно на поверхность контакт-деталей геркона, не участвующую в коммутации тока.