Многоэмиттерный термокатод и способ его изготовления

Многоэмиттерный термокатод и способ его изготовления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. Многоэмиттерный термокатод, содержащий металлическое основание с отверстиями и эмиттеры, расположенные в отверстиях и выступающие над поверхностью основания, отличающийся тем.что, с целью повышения экономичности и долговечности термокатода, эмиттеры имеют диаметр выступающей части, превышающей диаметр отверстия в основании.2.Способ изготовления термокатода по п. 1, включающий операции приготовления шихты из порошка вольфрама с наполнителем, формирование эмиттеров и закрепление их в основании, отличающийся тем, что, с целью снижения трудоемкости, каждый эмиттер изготавливают механическим путем. ,3.Способ изготовления термокатода по п. 2, отличающийся темчто, с целью повышения надежности катода в работе, закрепление эмиттеров в основании производят пайкой.

. СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 Н 01 J 1!20, Н 01J 9/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 2618644/25 (22) 23,05.78 (46) 30,10.91. Бюл, ¹ 40 (72) С.Г,Шатрова, С,А.Абанович, И.Г,Артюх и А.Н,Селиванов .(53) 621.385,032.213 (088.8) (56) Патент США № 3210669, кл. 328-232, 1965, Патент CLLIA

¹ 2945150, кл. 313-346, 1960. (54) МНОГОЭМИТТЕРНЫЙ ТЕРМОКАТОД

И СПОСОБ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ (57) 1. Многоэмиттерный термокатод, содержащий металлическое основание с отверстиями и эмиттеры, расположенные в отверстиях и выступающие над поверхностью основания, отл ича ющи йс я тем, Изобретение относится к электронной технике, а именно к конструкции и способу изготовления многоэмиттерных импрегнированных термокатодов для многолучевых электронных приборов преимущественно

СВЧ типа О, Известна конструкция многозмиттерного термокатода, в которой катод представляет собой сплошное эмиттирующее с торца тело плоской или сферической фармы, Формирование электронных пучков производится теневой по отношению к фокусирующему электроду сеткой или фокусирующим электродов. Однако в такой конструкции наблюдается эмиссия с нерабочих участков поверхности катода. Это приводит с течением времени к ухудшению токопрохождения в приборе и уменьшению его срока службы, „„Я „„ 71192О А1 что, с целью повышения экономичности и долговечности термокатода, эмиттеры имеют диаметр выступающей части, превышающей диаметр отверстия в основании.

2, Способ изготовления термокатода по и. 1, включающий операции приготовления шихты из порошка вольфрама с наполнителем, формирование эмиттеров и закрепление их в основании, отличающийся тем, что, с целью снижения трудоемкости, каждый эмиттер изготавливают механическим путем,, 3. Способ изготовления термокатода по п.2, отл и ч а ю щи и ся тем:что,с целью повышения надежности катода в работе, закрепление эмиттеров в основании пооизводят пайкой.

Эмиттеры такого катода изготавливают путем заполнения пористой губки из тугоплавкого металла активным веществом.

Известна конструкция многоэмиттерного термокатода, где в отверстия металлического основания запрессованы эмиттеры, выступающие над поверхностью основания.

Термокатод изготавливается путем приготовления LUvlxTbt из вольфрамового порошка с наполнителем, формирования эмиттеров и закрепления их в основании.

Во избежание нарушения теплового контакта между эмиттерами и основанием из-за усадки пористых элементов при спекании или работе, в прессуемую; смесь вводятся порошки циркония или титана, которые в процессе спекания сплавляются с основанием.

711920

Недостатком рассматриваемой конструкции является ограниченная возможность компактного расположения эмиттеров в основании из-за необходимости сохранения определенной толщины перемычки между отверстиями основания, в которые формуются эмиттеры. В то время как компактное расположение эмиттеров в основании (при одинаковом суммарном токоотборе с катода и при тех же габаритах основания) позволяет уменьшить плотность токоотбора с эмиттеров за счет увеличения из площади или числа, следствием чего будет являться значительное увеличение долговечности катода и его экономичности.

Основными недостатками способа изготовления рассматриваемого составного термокатода является его трудоемкость и влияние на долговечность катода в процессе дальнейшей работы: — для осуществления подобного способа изготовления необходимо предварительно изготовить высокоточную, сложную и дорогую в изготовлении прессформу, причем любое изменение размеров эмиттеров, их количества или расположения требует изготовления новой оснастки для прессования; — введение в прессуемую смесь циркония или титана влияет на долговечность в процессе дальнейшей работы, т,к, эти металлы являются активными восстановителями и взаимодействуют с окислами эмиссионно-активного вещества, вызывая повышенное испарение и оседание на керамику прибора продуктов испарения с катода и пленок самого металла (давление паров титана при рабочей температуре составляет

10 мм, рт,ст,).

Указанный способ не позволяет также изготовить термокатод с эмиттерами, имеющими сферическую форму эмиттирующей поверхности, в то время как известно, что сферическая форма эмиттирующей поверхнОсти позволяет осуществлять равномерный отбор тока со всех частей катода, что ведет к увеличению его долговечности.

Целью изобретения является повышение экономичности и долговечности составного многоэмиттерного термокатода с одновременным снижением трудоемкости

его изготовления.

Указанная цель достигается тем, что эмиттеры, выполненные в виде отдельных элементов, располагаемых в отверстиях металлического основания и выступающих над его поверхностью, имеют диаметр выступающей части больше диаметра отверстия в основании.

В этом случае эмиттеры в основании располагаются более компактно (вплоть до касания рабочих частей), что увеличивает отношения полезной эмиттирующей пло5 щади ко всей площади основания, Экономичность и долговечность катода растут.

Сущность способа изготовления предлагаемой конструкции заключается в том, что каждый эмиттер составного термокато10 да изготавливается из пористого, спеченного, пластофицированного фольфрама механическим путем, например, на токарном станке. При этом на нем формируются предусмотренные конструкцией проточка

15 под диаметр отверстий в основании, сфера на рабочей части и заданный выступ эмиттирующей поверхности. После удаления пластификатора эмиттеры вставляются в посадочные отверстия основания до упора

20 и фиксируются в нескольких точках лучом лазера; одновременно, если применяются металлические припои, производится фиксация кусочков припоя. Пайка производится в среде водорода или вакууме высокотемпе25 ратурными припоями с температурой плавления 1600-2000 С, обладающими низким давлением паров при рабочей температуре (например, молибден-рутений, молибденродий и др,)., 30 На чертеже показан пример конструкции составного многоэмиттерного термокатода, который состоит иэ плоского основания 1 и эмиттеров 2 со сферической эмиттирующей поверхностью.

35 Эмиттеры указанной конструкции изготавливаются на токарном станке из пористого пластифицированного вольфрама, основание — из молибдена. Эмиттеры закрепляются в основании лазерной сваркой

40 в точках 3. Пайка шва 4 производится при температуре 1960 С с выдержкой 30 секунд, причем попадение припоя в рабочую часть катода в данной конструкции исключено, Предлагаемая конструкция и способ из45 готовления составного многоэмиттерного термокатода позволяют без применения специального высокоточного и дорогостоящего инструмента и оснастки изготавливать катоды для многолучевых приборов с самым

50 разнообразным сочетанием размеров, количества и формы змиттеров. Применение проточки на эмиттерах и высокотемпературной пайки их с основанием обеспечивает надежный тепловой контакт эмиттера и

55 основания без ухудшения эмиссионных свойств.

Предлагаемая конструкция и способ изготовления позволяет осуществлять оптимальный вариант составного многоэмиттерного термокатода компактно расположить

711920

Составитель

Редактор Е. Гиринская Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор И. Муска

Заказ 4632 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР,, 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 эмиттеры на основании, придав при этом сферическую форму их рабочей поверхности, что улучшит экономичность и долговечность катода.

Предлагаемый способ наиболее перспективен для изготовления катодов с дискретными эмиттирующими областями для многолучевой оптики СВЧ приборов О типа.