Способ обработки электродов высоковольтных вакуумных промежутков

Способ обработки электродов высоковольтных вакуумных промежутков

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О-Л "-=И:-C-A.Í И Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советскии

Социалистических

Республик (i i I 72 1 864 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 23.05.77 (2i ) 2488055/18-25 с присоединением заявки РЙ (23) Приоритет

Опубликовано 15.03.80 Бюллетень М10

Дата опубл и ко вам ня описан ив 18. 03.8 0 (5 ) ) М. Кл.

Н 01 Т 9/44

Веудлрстееииый комитет

СССР ио делам изобретений и открытий (5З) УДК 621.387 (088.8) Ю. М, Хнрный, Т. Д. Раджабов, A. П. Солодовников, М. Ю. Аслиддинова и П. М. Расулов (72) Авторы изобретения

Институт электроники АН Узбекской ССР (7l ) Заявитель (54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ ЭЛЕКТРОДОВ

ВЫСОКОВОЛЬТНЫХ ВАКУУМНЫХ

ПРОМ Е ЖУТКОВ

Изобретение относится к области создания высокоэффективной вакуумной изоляции, где требуется увеличение срока и надежности работы высоковольтных электровакуумных и газоразрядных приборов.

Известны способы обработки арматуры электровакуумных приборов сильноточным тлеюшим разрядом в аргоне и прогреваемых электронной бомбардиров-.ой (11.

Наиболее близким является способ обработки электродов высоковольтных вакуумных промежутков путем бомбардировки пучком положительных ионов инертных газов f2). . Однако такая обработка не позволяет достичь достаточной стабильности электр рических параметров и высоковольтности вакуумных промежутков à отсутствия эффекта внедрения ионов газа в материал электродов при возбуждаемом между .электродами разряда.

Делыо изобретения является повышение электрической прочности промежутков, снижение уровня темповых токов и устранение микроразрядов в промежутках и с медными и алюминиевыми электро дам и.

Указанная цель достигается тем, что на поверхносz ü электродов напра ляют пучек положительных ионов с энергией 5-40 кэв и плотностью 10 -10

f t 19

ИОНОВ/с м

В данном способе обработки поверхностей металлических электродов из широко применяемых конструкционных металлов.меди и алюминия в результа15 те ионной бомбардировки на поверхности металлов образуется барьерный слой, пре дставляюший псе вдораствор инертного газа с металлом, происходит снижение темповых токов, устранение

20 микроразрядов, сглаживание микронеровностей, обусловленных катодным раопылением, т.е. ионной полировке и к очистке от газовых и других посторон3 721864 них примесей. Все эти факторы обуслав- Верхний предел (1 пивают причину увеличения электричес- ограничен процессом кой прочности высоковольтных вакуум- так как при больших ных промежутков. Такой метод обработ- тате диффузии образ ки осуществляется пучком ионов инерт- g но-вакансионные скоп ного газа гелия или аргона, или же их вых пузырей, наличие смесью в соотношении 1:1 до 1;3 ко- электрическую прочно торое является наиболее оптимальным Температура нове, соотношением при ионной обработке. прямо пропорциональн

При энергиях пучка меньше 5 кэв энергии бомбардирую и больше 40 кэв, во-первых, коэффици- (K„K<). Если специап ент катодного распыления " резко поверхность электрод падает, т.е. исчезает эффект ионной поли-. те бомбардировки она ровки иоввркисств Зависимость с =тЯ ся со 200ь350 в в дпя случая бомбардировки ионами аргона 15 гни бомбардирующих поверхности меди привецена на фиг. 1, из Медные ипи алюм которого видно, что коэффициент катод- профилем Роговского, ного распыления максимален в диапазоне обработанные по шес

5 + 40 кэв, а вне этого интервапа коэф- Tb|, устанавливались фициент распыления падает. умной камере, откач

Во-вторых, коэффициент внедрения,рядным насосом типа ионов инертных газов максимален, в диа- 0,66 10 Па. Стаб назоне 5-40 кэв. Зависимость коэффи- сокое надряжение цо циента внедрения < = k$Pg приведена на через питающее устр фиг. 2 для случая бомбардировки ионами 25 В1,10-К4. гелия поверхности вольфрама. Ионная об аботка

Б диапазоне энергии 5-40 кэв имеется динамическое равновесие между копичеством внедренных ионов и их обратной десорбцией. Вне этого диапазона эффект внедрения незначитепен, и он не оказывается на увеличении электричеокой прочности высоковольтных вакуумных промежутков (ВВП).

Кроме того, при энергиях свыше

40 кэв появляется значительный эффект дефектообраэования и амортизации по- . верхности, что сразу же сказывается на эффекте электрической прочности, т. к. электрическая прочность ВВП сТа; новится даже хуже, чем у необработачных (контрольных) электронов, не гоаоря уже о том, что обработка ионами больших энергий сама по себе технически сложная задача.

Нижний предел диапазона доз дпя ионов, бомбардирующих поверхность (10"7 < 101 ионов/см ) выбирается, исходя иэ того, что малое количество внедренных атомов не позволяет образовать твердый раствор инертного газа с металлом поэтому, начиная только с дозы 10 ионов/см „no11 2 статочное стехиометрическое соотношение между числом атомов металла и гьзв, когда можно говорить о появлении твердого раствора инертного газа с металпом.

0 ионов/см ) пуэырькования", дозах в резупьуются большие атомпения в виде газокоторых снижает сть ВВП. охности электродов а прежде всего щ их ионов ьно не охлаждать ов, то в результабудет нагреватьависимости от эне ионов. ) иниевые электроды с диаметров 20 мм, тому классу чистов измеряемой вакуиваемой электроразНОРД вЂ” 250 до ипизированное вы100 кв IIonaaanocb ойство типа р производилась в специальной установке, состоящей из трех камер, отдепенпых ваку, мными перегородками. Ионный источник магнетронного типа бып размещен в одной из них и позволял цопучать ионный пучок инертного газа в интервале энергии (1:40) кэв. и плотностью тока (1:10) мА/см . Длиннофокусная линза размещалась во второй камере, две пары отклоняющих пластин и мишеньв третьей камере.

Устройство дифференцированной откачки обеспечивало давление в камере мишени 1,33 10" Па, при цавпении рабочего газа в ионном источнике

1,33 10" Па, При бомбардировке поликристаллических образцов .СО и Аl ионами. He+ ипи Аг+с энергиями (5:40) кэв и дозой (1 .10 + 1 10 ион/см, 19 2 при температуре поверхности. электродов 350 С образующийся баръерный слой толщиной (0,1 + 0,5) мм представляет "псевдораствор инертного гаэа с металлом. Созданный баръерный слой обладает рядом свойств, а именно: повышенной механической микротвердостыо, коррозионной стойкостью, малой абсорбционной памятью и пониженными эмиссионными характеристиками.

Уменьшение абсорбционной памяти обваботанных ионной бомбардировкой

5 721864 поверхностей электродов обусловлено заселением абсорбционных центров ионам и инертных газов, ведущем у и сильному уменьшению последующей адсорбции химически активных газов и слабому загрязнению поверхности электродов.

10 И

Фси 8

Составитель Т. Лакомкина

Редактор E. Зубиетова Техред С. Мигай Корректор Е. Папп

Заказ 140/42 Тираж 844 Подписное

11НИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, >j(-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент", r,Óæãîðîï, ул,Проектная, 4

Формула изобретения

Способ обработки электродов высоковольтных вакуумных промежутков путем бомбардировки положительными ионами инертных газов, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения электрической прочности промежутков, снижения уровня темновых токов и устрансния микроразрядов в промежутках с медными и алюминиевыми электродами, на поверхность электродов направляют пучек положительных ионов с энергией

5-40 кэВ и плотностью 10 -10 ио47 нов/см

Источники информации,

1. Чистяков П. Н, и др. Пробой вакуума при контролируемом состоянии поверхностей электродов 1, ЖТФ 1969, т. ХХХУХ, с. 6.

1 :, 2. Авторское свидетельство СССР

М 238676, кл. Н 01 У 9/38, 1967 (прототип ) .