МАТЕРИАЛ ДЛЯ КАТОДА СИЛЬНОТОЧНЫХ ЭЛЕКТРОННЫХ ПРИБОРОВ Российский патент 1997 года по МПК H01J1/14 

Изобретение относится к области эмиссионной электроники, в частности к составу материала катодов, которые могут быть использованы в качестве источника электронов в электронных приборах различного типа.

Известен материал для катода электронных приборов, содержащий алюмосиликат цезия или рубидия, а также никель и состоящий из сплава или смеси порошков указанных компонентов при следующем соотношении их, мас.

алюмосиликат цезия или рубидия 0,5 25
никель остальное
(см. А.С. N1115619, кл. HO1J 1/14).

К недостаткам вышеуказанных катодов следует отнести низкую эмиссионную стабильность из-за малой устойчивости к ионной бомбардировке поверхности катода, при отсутствии дополнительных активировок поверхность катода обедняется цезием, вследствие чего повышается работа выхода. Восстановление пленки цезия на поверхности катода возможно за счет термической активировки.

Данный недостаток ставит задачу создания материала для катода электронных приборов, обеспечивающего повышенную эмиссионную стабильность в широком диапазоне эксплуатационных режимов.

Задачей данного изобретения является повышение эмиссионной стабильности в широком диапазоне эксплуатационных режимов.

Данная техническая задача достигается тем, что в материал для катода электронных приборов, содержащий алюмосиликат цезия или рубидия и никель, дополнительно вводится активатор при следующем соотношении, мас.

Алюмосиликат цезия или рубидия 0,5 25
Активатор 0,1 10
Никель остальное
Известно, что при прохождении мощных импульсов тока в электронных приборах, например в защитных разрядниках, поверхность катода обедняется материалом с малой работой выхода и параметры приборов резко изменяются.

Введение активатора способствует образованию и поддержанию стабильной пленки ЩМ как на поверхности, так и в объеме катода за счет реакции восстановления последнего активатором.

Активатором могут быть титан, цирконий, ЩЗМ, их сплавы и соединения.

Катоды из материалов предложенного состава представляют собой смесь порошков указанных компонентов, изготавливаются любым известным способом: нанесением этой смеси на подложку, втиранием пасты, напылением суспензии, прессованием смеси с последующим спеканием в вакууме или защитной среде на металлической подложке, а также прессованием с дальнейшим закреплением на электроде пайкой или спеканием промежуточной пасты.

Для проверки действия активатора выбрали макет газоразрядного неуправляемого разрядника с аргоновым наполнением и расстоянием между электродами 0,5 мм.

Макеты испытывались в импульсном режиме (один из режимов защиты АТС), ток 10 кА. Критерием служило статическое напряжение пробоя промежутка, так как оно в основном зависит от активности катода (работы выхода). Катоды приготавливались путем прессования порошка никеля и активного состава таблетки с последующим спеканием при температуре 1200K в печи с защитной средой (аргон, термоактивировка).

Перед испытанием для тренировки поверхности катода подавались 3 импульса с амплитудой 10 А, частотой 50 Гц и длительностью 1 с.

В качестве примера приведены катоды, состоящие из алюмосиликата цезия, никеля и активатора сплава BaCu (90/10).

Процентное соотношение масс выбиралось из чистого веса бария в сплаве. Результаты эксперимента приведены в табл. 1.

Процентное соотношение активатора и алюмосиликата цезия взято из опытных данных. Было замечено, что при содержании активатора менее 0,1% эффекта стабилизации не наблюдается, что очевидно связано с его недостаточным распределением по телу катода. При содержании алюмосиликата более 10% наблюдалось с одной стороны падение прочности таблеток катода, а с другой возможна и некоторая переактировка катода в процессе изготовления, что снижает эффект стабилизации.

Таким образом данный материал обеспечивает устойчивую работу изготовленных из него катодов в условиях интенсивной ионной бомбардировки и обладает достаточно высокой эмиссионной способностью.

Благодаря этому применение данного материала позволит расширить диапазон рабочих режимов.

Приведенные преимущества изобретения были выявлены по результатам, полученным при испытании на предприятии.

Изобретение доведено до промышленного использования и будет начат серийный выпуск с августа 1995 г.

Использование: в области эмиссионной электроники, в частности, состав материала может быть использован в качестве источника электронов в электронных приборах различного типа. Сущность изобретения: в материал для катода электронных приборов, содержащий алюмосиликат цезия или рубидия и никель, дополнительно введен активатор при следующем соотношении, мас.%: алюмосиликат цезия или рубидия - 0,5 -0,25, активатор - 0,1 - 10, никель - остальное. В качестве активатора могут быть: титан, цирконий, щелочно-земельный металл, их сплавы и соединения. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.

1. Материал для катода сильноточных электронных приборов, содержащий алюмосиликат цезия или рубидия и никель, отличающийся тем, что он дополнительно содержит активатор при следующем соотношении компонентов, мас.

Алюмосиликат цезия или рубидия 0,5 25
Активатор 0,1 10
Никель Остальное
2. Материал по п.1, отличающийся тем, что в качестве активатора использован один из материалов группы, состоящей из титана, циркония, щелочноземельного металла, их сплавов и соединений.