Антидинатронное покрытие для электродов электровакуумных приборов на основе хрома и оксида хрома и электролит для его получения

Антидинатронное покрытие для электродов электровакуумных приборов на основе хрома и оксида хрома и электролит для его получения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

< >957316

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 30.12.80 (21) 3251831/18-21 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) M. Кл.з

Н 01 J 19/30

Н 01 J 9/14

Гееударетвеннмй кемнтет (53) УДК 621.385..032.3 (088.8) Опубликовано 07.09.82. Бюллетень №33

Дата опубликования описания 17.09.82 по делам нзобретеннй н аткрмтий (72) Авторы изобретения и В. А. Хмара ", -.- -;, .;ът;, т<, л (71) Заявитель (54) АНТИДИНАТРОННОЕ ПОКРЫТИЕ Д,ЛЯ Э,ЛЕКТРОДОВ

Э,ЛЕКТРОВАКУУМНЫХ ПРИБОРОВ НА ОСНОВЕ ХРОМА

И ОКСИДА ХРОМА И ЭЛЕКТРОЛИТ Д,ЛЯ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ

Изобретение относится к электронной технике, в частности к антидинатронным покрытиям, наносимым на поверхность электродов электровакуумных приборов для подавления нежелательной вторичной электронной эмиссии.

Известно антидинатронное покрытие на основе электролитического сплава хрома и ванадия, имеющее максимальный коэффициент вторичной электронной эмиссии

6 = 0,85.

Электролит для получения известного покрытия (1) имеет следующий состав, г/л:

Хромовый ангидрид 250 †3

Метаванадат аммония 10 — 40

Уксусная кислота 2 — 12

Недостатком известного антидинатронного покрытия является невозможность его применения для электродов, подвергающихся интенсивной электронной бомбардировке, так как при этом имеет место необратимое возрастание 6 .

Наиболее близким к предлагаемому является антидинатронное покрытие на основе «черного» хрома, представляющее двухфазную систему хром — оксид хрома с довольно высоким содержанием окисной фазы (34 вес.%).

Недостаток этого покрытия обусловливается низкой устойчивостью к электронному воздействию, особенно в режиме непрерывного облучения, что связано с разрушением окисной фазы в результате ее диссоциации под действием электронной бомбардировки и микроструктуры, представляющей собой систему мелкозернистых

1î кристаллов столбчатой формы.

Электролит для получения указанного выше покрытия (2) содержит следующие компоненты:

Хромовый ангидрид 250 — 300

Кремнефтористый натрий 2

Недостатком указанного электроли1з является то, что входящий в его состав кремнефтористый натрий имеет ограниченную растворимость (предел растворимости 2 г/л)

Вследствие низкой концентрации в электро2о лите кремнефтор-ионов, являющихся катализатором процесса восстановления хроматионов до металла, скорость осаждения хрома мала, что приводит к внедрению в осадок большого количества оксида хрома и

957316 формированию мелкодисперсной структуры покрытия с черезвычайно развитой поверхностью, разрушающейся под действием электронной бомбардировки.

Цель изобретения — повышение стойкости антидинатронного покрытия к электронной бомбардировке как в импульсном, так и в непрерывном режимах облучения.

Поставленная цель достигается тем, что в антидинатронное покрытие для электродов электровакуумных приборов на основе хро- 1о ма и оксида хрома дополнительно введен кремний, при этом соотношение компонентов составляет, вес. /о.

Кремний 0,05 — 0,5

Оксид хрома 3 12 15

Хром Остальное

Электролит для получения антидинатронного покрытия, содержащий хромовый ангидрид и источник кремнефтор-ионов, дополнительно содержит азотную кислоту, а в о качестве источника кремнефтор-ионов кремнефтористый калий при следующем соотношении компонентов, г/л:

Хромовый ангидрид 250 — 300

Кремнефтористый калий 8 — 20

Азотная кислота 1 — 5 25

Введение в состав электролита кремнефтористого калия, обладающего большей растворимостью, чем кремнефтористый натрий, способствует увеличению концентрации кремнефтор-ионов. При этом скорость восстановления хромат-ионов. до металла увеличивается, что приводит к уменьшению содержания в покрытии оксида хрома и увеличению размера кристаллов. Кроме того, увеличение концентрации кремнефтор-ионов способствует внед- 35 рению в осадок примеси кремния, играющей роль упрочняющей добавки.

Введение в состав электролита азотной кислоты приводит к изменению процесса структурообразования покрытия в направлении формирования плотноупаковагных кристаллов пластинчатой формы.

Предельные соотношения компонентов электролита, обеспечивающие получение антидинатронного покрытия, определяют исходя из требования обеспечения задан- 4 ного уровня значений 6п,(0,8 и устойчивости к электронному воздействию. Снижение содержания азотной кислоты ниже указанного значения приводит к образованию кристаллов столбчатой формы. Увеличение содержания азотной кислоты выше указанного значения приводит к образованию кристаллов дендритной формы и увеличению содержания в свежеосажденном покрытии гидрида хрома и тем самым к увеличению пористости покрытия. Оба этих фактора приводят к снижению стойкости антидинатронного покрытия к электронной бомбардировке.

Уменьшение концентрации кремнефтористого калия ниже указанного значения приводит к возрастанию содержания в покрытии оксида хрома, что отрицательно сказывается на его стойкости к электронной бомбардировке. Увеличение концентрации кремнефтористого калия выше предельного значения приводит к изменению характера микрорельефа поверхности покрытия в сторону его сглаживания и возрастанию в связи с этим 6 выше допустимых значений.

Микрофотографии поверхности антидинатронных покрытий получают методом растровой электронной микроскопии во вторично-электронном изображении с помощью электронного микроскопа типа JS М вЂ” 50 А.

Объектом электронномикроскопического исследования являются образцы антидинатронных покрытий на основе хрома и оксида хрома, нанесенных на медную пложку, а именно прототипа, до и после электронной бомбардировки в импульсном режиме, полученного из электролита с повышенным содержанием азотной кислоты 8 г/л), до и после электронной бомбардировки в непрерывном режиме, и предлагаемого покрытия после бомбардировки в импульсном и непрерывном режимах. Микрофотографии свидетельствуют о том, что структура антидинатронного покрытия прототипа действительно представляет собой систему мелкозернистых кристаллов столбчатой формы. Под действием электронной бомбардировки покрытие с такой структурой разрушается, о чем свидетельствует наличие на микрофтографии участков с различным контрастом изображения. Увеличение содержания азотной кислоты выше указанного предела приводит к резкому изменению структуры покрытия. В этом случае кристаллы имеют дендритную форму, оринетированы случайным образом и растут не только параллельно поверхности, но и перпендикулярно к ней, вследствие чего покрытие получается пористым, с черезвычайно развитой поверхностью. Под действием электронной бомбардировки покрытие с такой структурой разрушается. Изменение состава покрытия и электролита для его получения в соответствии с изобретением способствует образованию плотноупакованных кристаллов пластинчатой формы, имеющих блочное строение, Подобное покрытие оказывается весьма стойким к электронному воздействию как в импульсном, так и в непрерывном режимах облучения.

Пример. Металлические детали изделий, например, из меди подвергают обезжириванию по типовой технологии, промывке в горячей проточной воде при 50 — 70 С в течение 10 †с, затем холодной проточной воде в течение 10 — 30 с, травлению в азотной кислоте с концентрацией 53О/р в течение

20 — 60 с, промывке в холодной проточной во957316

Составитель Г. Жукова

Редактор А. Огар Техред А. Бойкас Корректор Н. Король

Заказ 6612/43 Тираж 761 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

5 де в течение 10 — 30 с и дистллированной воде в течение 10 — 30 с. После проведения этих операций детали загружают в электролитическую ванну, заполненную электролитом следующего состава, г/л:

Хромовый ангидрид 300

Кремнефтористый калий 10

Азотная кислота 2 и при 15 С и катодной плотности тока

100 А/см в течение 1 — 2 мин производят осаждение покрытия. После извлечения из электролитической ванны детали последовательно промывают в холодной, горячей и дистиллированной воде и сушат в сушильном шкафу при 60 — 90 С до полного высыхания. Затем детали с покрытием отжигают в вакууме 10 — 10 мм рт. ст. при 600—

700 С в течение 10 — 15 мин.

Предлагаемое антидинатронное покрытие имеет максимальный Ьв|= 0,72 — 0,75, сохраняет его после интенсивной электронной бомбардировки как в режиме импульсного (Тп — — 10 4с, импульсная нагрузка 50—

60 кВт/см ), так и непрерывного (средняя нагрузка 235 Вт/см ) электронного облучения и отличается от прототипа большей стабильностью при повышенных температурах (до 700 С) электронного нагрева. Применение изобретения позволит значительно улучшить параметры, надежность и долговечность приборов.

Формула изобретения

3О

1. Антидинатронное покрытие для электродов электровакуумных приборов на основе хрома и оксида хрома, отличающееся тем, что, с целью повышения стойкости к электронной бомбардировке, оно дополнительно содержит кремний при следующем соотношении компонентов, вес. p/p.

Кремний 0,05 — 0,5

Оксид хрома 3 — 12

Хром Остальное

2. Электролит для получения антидинатронного покрытия, содержащий хромовый ангидрид и источник кремнефтор-ионов, отличающийся тем, что он дополнительно содержит азотную кислоту, а в качестве источника кремнефтор-ионов — кремнефтористый калий при следующем соотношении компонентов, г/л:

Хромовый ангидрид 250 — 300

Кремнефтористый калий 8 — 20

Азотная кислота 1 — 5

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Шерстнев Л. Г., Гостиев В. Г. Способы получения антидинатронных покрытий различной толщины на основе хрома и исследование их некоторых свойств.-Труды Московского энергетического института. М., «Электронная техника», изд-во МЭИ, вып. 90, 1972, с. 38 — 42.

2. Шерстнев Л. Г., Гостиев В. Г, Вагина Т. А. Новое эффективное антидинатронное покрытие.-Труды Московского энергетического института, тематический сборник «Электронные приборы и их применение». М., изд-во МЭИ, вып. 279, с. 22 — 24 (прототип) .