МАТЕРИАЛ ДЛЯ КАТОДА Российский патент 2003 года по МПК H01J1/14 

Описание патента на изобретение RU2206139C1

Изобретение относится к катодной электронике, конкретно к термокатодам и катодам холодного типа, применяемым в газоразрядной технике, и может быть использовано в низкоточных вакуумных электронных приборах, а также в газоразрядных приборах с тлеющим, дуговым и искровым разрядами.

Известен материал для электродов газоразрядных приборов, в котором в качестве эмиссионного вещества используются щелочноземельные металлы со следующим содержанием, мас.%: карбонат бария 5,0-5,8; карбонат кальция 1,0-1,2; никель 68,5-70; молибден 23-25,5 [см. патент RU 2101796, кл. Н 01 J 1/14].

Известно, что барийкальциевые катоды работают при температурах 1100-1200oС. Такие катоды не работают эффективно при низких температурах, т.к. работа выхода щелочноземельных металлов - высокая. Кроме того, щелочноземельные металлы имеют низкий коэффициент вторичной ион-электронной эмиссии, поэтому при работе газоразрядных приборов в месте привязки дуги к катоду происходит сильный разогрев, что ведет к распылению вещества и сокращению срока службы приборов.

Известен термоэлектронный катод, в котором используется алюмосиликат цезия в качестве эмиссионного вещества следующего состава:
хСs2O•yАl2O3•zSiO3,
где х=1-3; y=1-2; z=1-6,
[см. патент SU 580599, кл. Н 01 J 1/14].

Алюмосиликат цезия - термически неустойчив, что приводит к быстрой его распыляемости, а это уменьшает срок службы.

Эти недостатки устраняются при новом техническом решении, которое достигается тем, что в катодах используется эмиссионное вещество следующего состава:
х(окись или галоген щелочного металла)•y(галоген кремния или галоген или окись германия)•z Аl2О3.

Окись или галоген щелочного металла в составе эмиссионного вещества обеспечивает высокую эмиссию катода. Галоген кремния или галоген или окись германия вводятся в состав эмиссионного вещества в качестве стеклообразователя, который обеспечивает диффузию щелочного металла к поверхности катода. Окись алюминия участвует как дополнительное связующее вещество, не дающее распыляться эмиссионному веществу, в состав которого входит температурно-неустойчивое вещество окиси или галогена щелочного металла, при высокотемпературном разогреве катодов. Поэтому такой состав обеспечивает высокую эмиссионную способность катода и его нераспыляемость при работе.

Примером может служить газонаполненный защитный разрядник, содержащий цилиндрический изоляционный корпус, в котором соосно установлены два электрода, образующих с корпусом вакуумно-плотную оболочку и выполненных в виде металлических колпачков, на торцевой поверхности которых расположен медный губчатый катод с привесом меди в пределах 10÷500 мг/см2, в порах которого расположено эмиссионное вещество 2KF•SiF4. Радиус зерен порошков меди и 2KF•SiF4, примененных для катода, лежит в пределах 45÷71 мкм.

Применение эмиссионного вещества состава 2KF•SiF4 по сравнению с аналогом обеспечивает:
1) пониженную распыляемость активного вещества вследствие низкого давления насыщенных паров при высоких температурах;
2) повышенную ион-электронную эмиссию с катода.

Это было проверено экспериментально, с использованием связи положения минимума кривой Пашена (pd)min (р - давление инертного газа, d - межэлектродное расстояние) и коэффициента вторичной ион-электронной эмиссии γ:;
(pd)min=(2,73/А)(ln(1+1/γ),
где А - коэффициент газа.

В табл. 1 приведены экспериментальные данные положения минимума кривой Пашена и расчетные коэффициенты вторичной ион-электронной эмиссии в смеси инертных газов 99% Ne+1%Ar для различных эмиссионных веществ.

3) повышенную устойчивость материалов катода к отравляющим веществам среды, в которой изготавливаются разрядники. Это положение подтверждено экспериментом, в котором сравнивались параметры разрядников с катодами, пролежавшими на воздухе: 1) 2 часа; 2) 15 суток.

Параметры разрядников не отличались, что доказывает устойчивость катодов на основе патентуемого вещества к отравлению на воздухе. Разрядники на основе алюмосиликата цезия по данным разработчиков меняют свои эмиссионные характеристики уже через 3 суток.

Применение 2KF•SiF4 позволило повысить срок службы разрядников, снизить время запаздывания, снизить среднеквадратичные отклонения статического напряжения зажигания, повысить ресурс. Сравнение разрядников с катодами, основанными на алюмосиликате цезия и 2KF•SiF4, показано в табл. 2.

Похожие патенты RU2206139C1

название год авторы номер документа
ХОЛОДНЫЙ КАТОД ДЛЯ ГАЗОРАЗРЯДНЫХ ПРИБОРОВ 1990
  • Тебелева А.Н.
  • Славнова С.В.
  • Пожарская Г.Т.
  • Моос Е.Н.
SU1777502A1
ЭЛЕКТРОД ЭЛЕКТРОННОГО ПРИБОРА 2000
  • Анисимов В.Ф.
  • Киселев Ю.В.
  • Круглова Е.В.
RU2176118C1
Материал для холодного катода и способ изготовления холодного катода (его варианты) 1981
  • Баранова В.И.
  • Дроздецкая Л.П.
  • Кан Х.С.
  • Кульварская Б.С.
  • Тимофеев В.И.
SU1115619A1
Материал для катода 1986
  • Баранова В.И.
  • Дроздецкая Л.П.
  • Левашев А.П.
  • Леонов Г.С.
  • Кан Х.С.
  • Кромский Г.И.
SU1376822A1
Термоэлектронный катод 1979
  • Кульварская Бронислава Самойловна
  • Гуляев Игорь Борисович
  • Дмитриев Сергей Георгиевич
  • Ждан Александр Георгиевич
SU813529A1
МАТЕРИАЛ ДЛЯ КАТОДА СИЛЬНОТОЧНЫХ ЭЛЕКТРОННЫХ ПРИБОРОВ 1995
  • Сова Л.Б.
  • Анисимов В.Ф.
  • Зуев В.М.
  • Румянцев С.В.
  • Андрианова И.В.
RU2087982C1
Источник отрицательных ионов 1980
  • Бельченко Ю.И.
  • Деревянкин Г.Е.
  • Дудников В.Г.
SU854197A1
СПОСОБ НЕЙТРАЛИЗАЦИИ ПРОСТРАНСТВЕННОГО ЗАРЯДА ПУЧКА ПОЛОЖИТЕЛЬНЫХ ИОНОВ 1997
  • Дудников Андрей Вадимович
RU2105368C1
ГАЗОРАЗРЯДНЫЙ ПРИБОР С ХОЛОДНЫМ КАТОДОМ 1995
  • Бочков В.Д.
  • Дягилев В.М.
  • Королев Ю.Д.
  • Ушич В.Г.
  • Шемякин И.А.
RU2089003C1
Способ изготовления термоэлектронных эмиттеров 1982
  • Федоринов Виктор Пантелеевич
  • Нешпор Вячеслав Степанович
  • Стефановская Евгения Михайловна
  • Соколов Василий Васильевич
SU1056304A1

Иллюстрации к изобретению RU 2 206 139 C1

Реферат патента 2003 года МАТЕРИАЛ ДЛЯ КАТОДА

Изобретение относится к области электрорадиотехники, а именно к эмиссионному веществу, используемому в материале для термокатода или катода холодного типа, и может быть использовано при производстве термокатодов или катодов холодного типа. Техническим результатом предложенного изобретения является понижение распыляемости активного вещества катода, повышение ион-электронной эмиссии катода и повышение срока его службы. Материал для термокатода или катода холодного типа, применяемый в качестве эмиссионного вещества, содержит х (окись или галоген щелочного металла) • y (галоген кремния или галоген или окись германия) • z Al2О3, где х=1...3; y=1...5; z=0...3. 2 табл.

Формула изобретения RU 2 206 139 C1

Материал для термокатода или катода холодного типа, применяемый в качестве эмиссионного вещества, содержащий окись алюминия, отличающийся тем, что эмиссионное вещество дополнительно содержит окись или галоген щелочного металла, галоген кремния или галоген или окись германия и имеет следующий химический состав:
х(окись или галоген щелочного металла)•у(галоген кремния или галоген или окись германия)•z Аl2О3,
где х= 1...3;
y=1...5;
z=0...3.4

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2003 года RU2206139C1

Термоэлектронный катод 1976
  • Кульварская Бронислава Самойловна
  • Кан Хеден Сандинович
  • Карасева Татьяна Константиновна
SU580599A1
ЭЛЕКТРОД ЭЛЕКТРОННОГО ПРИБОРА 2000
  • Анисимов В.Ф.
  • Киселев Ю.В.
  • Круглова Е.В.
RU2176118C1
RU 1706327 A1, 20.01.2000
МАТЕРИАЛ ДЛЯ КАТОДА СИЛЬНОТОЧНЫХ ЭЛЕКТРОННЫХ ПРИБОРОВ 1995
  • Сова Л.Б.
  • Анисимов В.Ф.
  • Зуев В.М.
  • Румянцев С.В.
  • Андрианова И.В.
RU2087982C1
US 4052634 А, 04.10.1977
DE 2849606 В2, 17.06.1980
0
SU158454A1

RU 2 206 139 C1

Авторы

Иванченко Г.В.

Даты

2003-06-10Публикация

2001-12-10Подача