МЕТАЛЛОСПЛАВНОЙ КАТОД Российский патент 2004 года по МПК H01J9/12 

Описание патента на изобретение RU2231855C1

Изобретение относится к электронной технике, а именно к конструкции катодных узлов на основе металлосплавного эмиттера.

Известен катод электровакуумного прибора на основе сплава металла платиновой группы с щелочноземельным металлом, в который введен тугоплавкий металл с целью повышения его формоустойчивости (см. а.с. СССР №285117).

Недостатком такого катода является его низкая технологичность вследствие трудности обработки сплава и соединения его с керном катода.

Известен также металлосплавной катод, содержащий фольгу из эмиссионного материала, закрепленную на подложке из тугоплавкого металла, при этом в фольгу введена и прикреплена к ней диффузионной сваркой спираль, навитая из проволоки тугоплавкого металла (см. патент РФ №2041529, МПК H 01 J 9/14).

Недостатком также является его низкая технологичность вследствие необходимости навивки спирали.

Наиболее близким к предлагаемому является металлосплавной катод, содержащий фольгу из эмиссионого материала, нанесенного на подложку, соединенную с керном катода (см. а.с. СССР №458055, МПК H 01 J 9/04, опубл. 25.01.75, БИ №3, прототип).

Недостатком способа является низкая формоустойчивость плакированного металла с фольгой эмиттера при рабочей температуре катода из-за различия коэффициентов термического расширения материала керна и плакированного металла с фольгой эмиттера, а также вследствие сплошного соединения фольги с керном катода.

Задачей настоящего изобретения является повышение формоустойчивости катода при рабочих температурах при повышении технологичности изготовления.

Поставленная задача решается тем, что в металлосплавном катоде, содержащем фольгу из эмиссионого материала, нанесенного на подложку, соединенную с керном катода, согласно предложенному решению подложка выполнена в виде формоустойчивой втулки, на керне выполнен по крайней мере один выступ, при этом втулка жестко закреплена на одном из выступов.

Втулка выполнена из материала с коэффициентом термического расширения, близким к коэффициенту термического расширения материала фольги эмиттера, и имеет толщину стенки в 5-20 раз больше толщины фольги.

На керне выполнены три выступа, расположенных по краям и в средней части втулки, при этом крайние выступы имеют проточки для прокачки замкнутых объемов, их ширина не превышает 0,4 от длины втулки, а ширина среднего выступа составляет 0,02-0,1 от длины втулки, при этом втулка закреплена на среднем выступе.

Изобретение поясняется чертежом, на котором изображен пример конструкции катода,

где 1 - фольга из эмиссионого материала;

2 - втулка;

3 - керн катода;

4 - средний выступ;

5 - место крепления втулки и керна;

6, 7 - крайние выступы.

Фольга из эмиссионного материала (сплава палладий - 2% бария) 1 нанесена на формоустойчивую втулку 2 диффузионной или роликовой (шовной) сваркой. Для повышения качества соединения втулку выполняют из материала с коэффициентом термического расширения, близким к коэффициенту термического расширения материала фольги эмиттера, например, из монеля. Толщину стенки втулки выбирают равной 5...20 от толщины фольги эмиттера f. Толщина стенки втулки менее 5 f не обеспечивает формоустойчивость втулки при рабочей температуре катода, а толщина втулки более 20 f приводит к перегреву фольги на ее внешней поверхности из-за недостаточного теплоотвода к керну катода. На вольфрамовом керне катода 3 выполнены средний 4 и крайние 6, 7 центрирующие выступы. Ширину среднего выступа 4 выбирают равной 0,02...0,1 от длины втулки L исходя из условия обеспечения токоотвода от эмиттера к керну. Ширина менее 0,02 L не обеспечивает механическую прочность соединения втулки с керном, а ширина более 0.1 L приводит к нарушению формоустойчивости втулки в месте соединения или разрушению соединения из-за термомеханических деформаций при рабочей температуре катода (1100...1400 К). Ширину крайних выступов 6, 7 не превышает 0,4 L исходя из условия ограничения теплоотвода для обеспечения заданной температуры фольги змиттера. В крайних выступах выполнены проточки (не показаны) для прокачки замкнутых объемов. Затем втулку 2 устанавливают на выступы 4, 6, 7 керна катода и паяют тугоплавким припоем по среднему выступу 5 при температуре 1400 К в водородной печи с точкой росы водорода -40...-60°С. Пайка в водороде с точкой росы более -40°С приводит к внутреннему окислению активной присадки (бария) в фольге эмиттера, что снижает эмиссионную способность катода и срок службы эмиттера. Пайка в водороде с точкой росы менее -60°С приводит к недостаточному образованию на поверхности эмиттера оксидной пленки и оксидных включений бария, обеспечивающих высокий коэффициент вторичной электронной эмиссии. Повышение эмиссионной активности катода при его обработке в среде с заданной активностью кислорода способствует снижению термомеханических нагрузок на катод, что также повышает его формоустойчивость в номинальном режиме работы прибора.

Отсутствие крепления втулки с фольгой эмиттера на крайних выступах керна катода гарантирует свободное осевое тепловое расширение втулки и исключает ее деформацию (образование “гармошки”) при нагреве катода до рабочей температуры, что повышает его формоустойчивость. Изменение ширины крайних выступов и толщины стенки втулки позволяет плавно регулировать теплоотвод от поверхности катода и выбрать оптимальную температуру катода в номинальном режиме работы прибора, а пайка втулки с керном катода в среде с заданной активностью кислорода обеспечивает высокую эмиссионную способность катода, что также повышает его формоустойчивость вследствие снижения термомеханических нагрузок.

Похожие патенты RU2231855C1

название год авторы номер документа
МЕТАЛЛОСПЛАВНОЙ КАТОД И СПОСОБ ЕГО ДИФФУЗИОННОЙ СВАРКИ 1991
  • Гордеев Ю.Я.
RU2041529C1
МАГНЕТРОН С БЕЗНАКАЛЬНЫМ КАТОДОМ 2008
  • Ли Илларион Павлович
  • Дюбуа Борис Чеславович
  • Каширина Нелли Владимировна
  • Комиссарчик Сергей Владимирович
  • Лифанов Николай Дмитриевич
  • Зыбин Михаил Николаевич
RU2380784C1
Способ изготовления металлосплавного катода 1973
  • Есаулов Николай Петрович
  • Ильин Владимир Николаевич
  • Казаков Александр Павлович
  • Селиванов Алексей Николаевич
SU458055A1
КАТОДНЫЙ УЗЕЛ ДЛЯ ЭЛЕКТРОННОЙ ПУШКИ С ПРОТЯЖЕННЫМ ЭЛЕКТРОННЫМ ПОТОКОМ 2006
  • Батькова Татьяна Александровна
  • Грицук Ростислав Владимирович
  • Киселев Алексей Борисович
  • Королев Александр Николаевич
  • Правдиковская Галина Ивановна
  • Симонов Карл Георгиевич
RU2321096C1
МАГНЕТРОН С ЗАПУСКАЮЩИМИ ЭМИТТЕРАМИ НА КОНЦЕВЫХ ЭКРАНАХ КАТОДНЫХ УЗЛОВ 2011
  • Ли Илларион Павлович
  • Скрипкин Николай Игоревич
  • Поливникова Ольга Валентиновна
  • Лифанов Николай Дмитриевич
  • Комиссарчик Сергей Владимирович
  • Каширина Нелли Владимировна
  • Силаев Александр Дмитриевич
  • Поляков Владимир Сергеевич
RU2528982C2
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МЕТАЛЛОПОРИСТОГО КАТОДА ЭЛЕКТРОННОГО ПРИБОРА 1994
  • Киселев А.Б.
RU2066895C1
КАТОД ПРЯМОГО НАКАЛА 2008
  • Таубин Михаил Львович
  • Платонов Валентин Фёдорович
  • Ясколко Антон Андреевич
RU2373602C1
МАГНЕТРОН С БЕЗНАКАЛЬНЫМ КАТОДОМ 1991
  • Пипко Ю.А.
  • Семенов Л.А.
  • Галактионова И.А.
  • Еремеева Г.А.
  • Есаулов Н.П.
  • Ильин В.Н.
  • Марголис Л.М.
RU2019877C1
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ВТОРИЧНО-ЭМИССИОННОГО КАТОДА 1990
  • Коржавый А.П.
  • Звонецкий В.И.
  • Мирзоева С.Д.
  • Шишков А.В.
  • Александрова Г.Н.
RU2069915C1
МАГНЕТРОН 1992
  • Копылов М.Ф.
  • Бондаренко Б.В.
  • Махов В.И.
  • Назаров В.А.
RU2007777C1

Реферат патента 2004 года МЕТАЛЛОСПЛАВНОЙ КАТОД

Изобретение относится к электронной технике, а именно к конструкции катодных узлов на основе металлического эмиттера. Техническим результатом изобретения является повышение формоустойчивости катода при рабочих температурах при повышении технологичности изготовления, что достигается за счет того, что в металлосплавном катоде, содержащем фольгу из эмиссионного материала, нанесенного на подложку, соединенную с керном катода, согласно предложенному решению подложка выполнена в виде формоустойчивой втулки, на керке выполнен, по крайней мере, один выступ, при этом втулка жестко закреплена на одном из выступов. Втулка выполнена из материала с коэффициентом термического расширения, близким к коэффициенту термического расширения материала фольги эмиттера, и имеет толщину стенки в 5-20 раз больше толщины фольги. 1 ил.

Формула изобретения RU 2 231 855 C1

Металлосплавной катод, содержащий фольгу из эмиссионного материала, нанесенного на подложку, соединенную с керном катода, отличающийся тем, что подложка выполнена в виде втулки из материала с коэффициентом термического расширения, близким к коэффициенту термического расширения материала фольги эмиттера, и имеет толщину стенки в 5-20 раз больше толщины фольги, на керне выполнены выступы, расположенные по краям и в средней части втулки, при этом крайние выступы имеют проточки, ширина которых не превышает 0,4 длины втулки, а ширина среднего выступа керна составляет 0,02-0,1 длины втулки, при этом втулка жестко закреплена на среднем выступе.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2004 года RU2231855C1

Способ изготовления металлосплавного катода 1973
  • Есаулов Николай Петрович
  • Ильин Владимир Николаевич
  • Казаков Александр Павлович
  • Селиванов Алексей Николаевич
SU458055A1

RU 2 231 855 C1

Авторы

Котов В.Д.

Зоркин А.Я.

Куликов В.И.

Семенов А.С.

Семенов В.К.

Даты

2004-06-27Публикация

2002-12-10Подача