Материал термоэлектронного эмиттера

Материал термоэлектронного эмиттера

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик >734829 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 19.05.78 (21) 2630382)18-25 (51) M. Кл

Н01 J 1/14 с присоединением заявки №вЂ”

Государственный комитет

СССР (23) Приоритет—

Опубликовано 15.05.80. Бюллетень № 18

Дата опубликования описания 25.05.80

i (53) УДК 621.385. .032.213 (088.8) по делан изобретений и открытий (72) Авторы изобретения

С. И. Файфер, Ю. П. Беляев, А. А. Гугнин, С. М. Жданов, К. П. Редега и А. А. Лучин (71) Заявитель (54) МАТЕРИАЛ ТЕРМОЭЛЕКТРОННОГО ЭМИТТЕРА

Изобретение относится к электронной технике и предназначено для изготовления эффективных термоэлектронных эмиттеров

СВЧ-приборов магнетронного типа.

Известны материалы термоэлектронных катодов, высокие эмиссионные свойства которых обусловлены использованием твердых растворов боридов щелочноземельных (1113M) и редкоземельных (РЗМ) металлов (1). Эти материалы не могут быть использованы в качестве катодов приборов магнетронного типа из-за малых значений коэффициента вторичной электронной эмиссии (КВЭЭ) 1, в то время как для работы приборов М-типа КВЭЭ желательно иметь 2.

Вторично-эмиссионные свойства катодов такого типа можно повысить, используя в качестве материала матрицы металлы, КВЭЭ которых лежит в интервале 1,6 — 1,8 (Re, Pt, Ir). Поскольку Pt и 1г — драгметаллы, наиболее предпочтительно применение рения.

Известны также катодные материалы на оо основе рения с добавками гексаборида лантана. Катоды из таких материалов обладают значениями работы выхода 2,7 — 2,8 эВ; величина КВЭЭ достигает лишь 1,95 12).

Однако такие, материалы имеют ограниченное применение.

Целью изобретения является повышение уровня термо- и вторичной эмиссии.

Для достижения указанной цели в металлическую матрицу из тугоплавкого металла рения вводят сложные устойчивые соединения — твердые растворы гексаборидов щелочноземельных металлов в гексаборидах редкоземельных металлов группы лантана в соотношении от 0,9:0,1 до 0,6:0,4 при содержании сложного гексаборида 0,4—

4 вес. о о, например твердый раствор гексаборида бария в гексабориде лантана.

Материалы на основе рения, в состав которых вводились указанные выше твердые растворы гексаборидов La и Ба, обладают высокими и стабильными термо-и вторичноэмиссионными параметрами.

Плотность тока насыщения при различных температурах и значениях КВЭЭ для вышеуказанных сплавов приведены в таблице.

734829

Т угопл ав - кий ме0,2 (L< @ Жа0,5 о,95 o,к а

4 талл, например, рений

3,5

4,5

0,2

"оою М е 0 5

3 .4

6,0

4,5

8,0

5,5

0,2 («o Üoîç Ьв 0,5

20

22

0,2

< op >o »c 0,5

7,5

17

0,2

2,5

1,5 Со Boo g) бв 0,5

3,5 й:

Из таблицы видно, что наилучшими тер- 4 моэмиссионными свойствами обладают сплавы, в состав которых вводится сложный гексаборид с соотношением гексаборидов LaB а..

:ВаВ от 0,9:0,1 до 0,6:0,4.

На чертеже представлены значения КВЭЗ при различных температурах. SO

Из чертежа видно, что КВЭЭ сплавов с содержанием сложного гексаборида 0,5—

4 вес %:р2.

Таким образом, наилучшими эмиссионными свойствами в совокупности обладают сплавы, в которых содержится 0,5 — 4 вес. z сложного гексаборида с соотношением LaB б..

:ВаВ б от 0,9:0,1 до 0,6:0,4.

Эмиссионные свойства предложенных материалов превышают аналогичные для сплавов на основе рения с добавками гексаборида лантана.

Высокие и стабильные эмиссионные характеристики предлагаемых материалов обусловлены свойствами сложного металлоподобного соединения и процессом взаимодействия материала основы с активными добавками. Известно, что образование моноатомн и пленки атомов Р3М и ЩЗМ на поверхности тугоплавких металлов значительно улучшает эмиссионные свойства такой системы. При нагреве предложенных материалов до рабочей температуры в процессе взаимодействия рения с гексаборидом и Ва образуются свободные атомы La и Ва, диффундирующие на поверхность и образующие моноатомную пленку сложного соста734829

1,2

1// У 1 2 Ф 5

Ccdepwaeue одежного гекса фарида

Составитель Г. Жукова

Редактор И.Шубина Техред К. Шуфрич Корректор Е. Папи

Заказ 2098/54 Тираж 844 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий

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

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ва. Использование сложных гексаборидов указанных выше составов обеспечивает как оптимальную скорость взаимодействия матрицы с активным веществом и, следовательно, поступление атомов ЩЗМ и РЗМ на по- . верхность, так и оптимальный состав и структуру пленки атомов на поверхности, ответственной за высокие термо- и вторично-эмиссионные параметры материалов.

Предлагаемый материал изготавливают следующим образом.

Порошки бора, окисла РЗМ и карбоната

ЩЗМ перемешивают для равномерности распределения, затем прессуют в штабики при давлении 0,45 — 0,5 т/см . Содержание окиси ЩЗМ в смесь вводится с 10 — 12о/о избытком. Штабики подвергают термической обработке при 1900 С в течение 1 ч в вакууме не ниже 1 10 4 мм рт. ст., в результате которой образуются твердые растворы гексаборидов ЩЗМ в гексаборидах РЗМ, Гексаборид измельчают в порошок, используемый при изготовлении эмиттеров. Эмиттеры изготавливают обычными методами порошковой металлургии из шихты, представляющей смесь.рения и сложного гексаборида.

Эмиттеры из предложенного материала стабильно работают в течение не менее 2000 ч.

S Формула изобретения

Материал термоэлектронного эмиттера на основе тугоплавкого металла, например, рения, содержащий в виде активного вещест. ва гексаборид редкоземельного металла группы лантана, отличающийся тем, что, с целью повышения уровня термо- и вторичной эмиссии, гексаборид редкоземельного металла введен в виде твердого раствора с гексаборидом щелочноземельного металла в соотношении от 0,9:0,1 до 0,6:0,4 при общем содержании сложного гексаборида 0,5—

4 вес о/о.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

ZO М 611260 кл Н 01 J 1/14 1975

2. Кудинцева Г. А. и др. Электронная техника, серия Электроника СВЧ, 1,67, Rв 11, с. 73 «Эмиссионные свойства сложных эмиттеров на основе гексаборида лантана» (1рототип) .