СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ВЫСОКОВОЛЬТНОГО ВАКУУМНОГО ГЕРКОНА Российский патент 2018 года по МПК H01J9/00 H01H11/04 

Изобретение относится к электровакуумной технике, в частности к способам изготовления высоковольтных вакуумных герконов.

Одна из важных проблем, возникающих при изготовлении и эксплуатации вакуумных герконов, заключается в нестабильности давления остаточных газов, которое приводит к разбросу эксплуатационных характеристик приборов. Для обеспечения низкого и стабильного во времени давления остаточных газов, внутри геркона размещают титановый газопоглотитель (геттер).

В первоначальном виде титановый геттер химически инертен. Для приведения его поверхности в химически активное состояние проводят операцию термического активирования (нагревание в вакууме до определенной температуры). При активировании с поверхности титана удаляются адсорбированные газы и окислы, а титан диффундирует из объема на поверхность. В результате образуется атомарно чистая поверхность титана.

Известен способ изготовления высоковольтного вакуумного геркона, при котором термическое активирование геттера осуществляется за счет возбуждения в нем токов Фуко [Шехмейстер Е.И. Технология производства электровакуумных приборов. - М.: «Высшая школа», 1992, с. 361].

К недостаткам данного способа относится вредность воздействия поля высокой частоты на работников и погрешность установления заданной температуры геттера. Кроме того, неизбежен нагрев металлических контакт-деталей геркона, который приводит к интенсивному выделению газов и снижению эффективности работы геттера.

Известен способ изготовления высоковольтного вакуумного геркона [RU 2254637, Н01J 9/00, Н01J /18, опубл. 20.06.2005], при котором осуществляют нагрев геттера до температуры 740-750°С инфракрасным излучением в диапазоне длин волн 1,2-4,8 мкм.

Однако использование данного способа в технологии изготовления герконов не представляется возможным из-за интенсивного нагрева используемым инфракрасным излучением стеклянного баллона геркона. Сопутствующее нагреву выделение газов из стекла может полностью нейтрализовать работу геттера.

Наиболее близким способом того же назначения к заявляемому объекту по технической сущности и достигаемому результату является способ изготовления высоковольтного вакуумного геркона, предусматривающий размещение титанового геттера внутри геркона, создание в его объеме вакуума и последующее термическое активирование геттера лазерным излучением, проходящим через стеклянный баллон геркона [US 5929515, H01 L 23/26, опубл. 27.07.1999 г.] Описанный способ принят за прототип предлагаемого изобретения.

Однако в известном способе геттер должен располагается внутри геркона автономно, в специально выделенной нише. В связи с этим использование данного способа, принятого за прототип, приводит к существенному усложнению конструкции и технологии изготовления геркона.

Технической задачей изобретения является упрощения известного способа изготовления высоковольтного вакуумного геркона.

Технический результат заключается в обеспечении возможности размещения внутри геркона титанового геттера без изменения его конструкции.

Данный технический результат достигается тем, что в способе изготовления высоковольтного вакуумного геркона, предусматривающем размещение титанового геттера внутри геркона, создание в его объеме вакуума и последующее термическое активирование геттера лазерным излучением, проходящим через стеклянный баллон геркона, титановое покрытие толщиной 0,5-1,0 мкм наносят непосредственно на поверхность контакт-деталей геркона, не участвующую в коммутации тока.

Положительный эффект от использования изобретения обусловлен получением герконов со стабильными эксплуатационными параметрами.

Таким образом, сопоставительный анализ предложенного технического решения и уровня техники позволяет установить, что заявленное изобретение соответствует требованию «новизна и «изобретательский уровень».

Заявляемый способ изготовления высоковольтного вакуумного геркона поясняется фиг. 1, на которой представлено схематическое изображение геркона и направления лазерного излучения. Цифрами на фиг. 1 обозначены: 1 - контакт-детали; 2 - стеклобаллон; 3 - титановое покрытие, 4, 5 - возможные направления лазерного излучения.

Способ реализуется следующим образом. Перед сборкой геркона на внутреннюю или внешнюю поверхность контакт-деталей, не участвующую в коммутации тока, вакуумным испарением наносят титановое покрытие толщиной 0,5-1,0 мкм (фиг. 1), выполняющее функцию геттера.

После полного цикла изготовления геркона осуществляют термическое активирование геттера воздействием на поверхность контакт-деталей импульсным лазерным излучением с длиной 1,05 мкм, длительностью 1 мс и энергией 0,5-2,0 Дж на установке «Квант 17». При этом наблюдается локальное расплавление облучаемого участка контакт-детали, восстановление геттерирующих свойств титана, которое сопровождается уменьшением давления остаточных газов внутри геркона и ростом его напряжения пробоя - таблица 1.

Из анализа полученных данных следует, что предлагаемый способ позволяет на 1-4 кВ увеличить напряжение пробоя герконов и гарантированно получать приборы с напряжением пробоя на уровне 11-13 кВ.

Положительный эффект от использования данного способа обусловлен повышением качества и снижением брака выпускаемой продукции.

Изобретение относится к электровакуумной технике, в частности к способам изготовления высоковольтных вакуумных герконов. Техническим результатом изобретения является обеспечение возможности размещения внутри геркона титанового геттера без изменения его конструкции. Технический результат достигается за счет того, что согласно способу титановый геттер размещают внутри геркона, создают в объеме геркона вакуум, затем производят термическое активирование геттера лазерным излучением, проходящим через стеклянный баллон геркона. При этом непосредственно на поверхность контакт-деталей геркона, не участвующую в коммутации тока, наносят титановое покрытие толщиной 0,5-1,0 мкм. 1 табл., 1 ил.

Способ изготовления высоковольтного вакуумного геркона, предусматривающий размещение титанового геттера внутри геркона, создание в его объеме вакуума и последующее термическое активирование геттера лазерным излучением, проходящим через стеклянный баллон геркона, отличающийся тем, что титановое покрытие толщиной 0,5-1,0 мкм наносят непосредственно на поверхность контакт-деталей геркона, не участвующую в коммутации тока.