КАТОДНО-ПОДОГРЕВАТЕЛЬНЫЙ УЗЕЛ ДЛЯ ЭЛЕКТРОННЫХ ПРИБОРОВ Советский патент 1994 года по МПК H01J1/24 

Изобретение относится к электронной технике и может быть использовано в производстве катодно-подогревательных узлов (КПУ) электровакуумных и газоразрядных приборов (ГРП).

Целью изобретения является повышение надежности и долговечности КПУ с малым временем разогрева.

Поставленная цель достигается тем, что в конструкции КПУ прослойка, прикрепляющая подогреватель к керну катода, выполненному из молибдена и его сплавов, состоит из смеси окислов алюминия, циркония и иттрия.

На чертеже изображена предлагаемая конструкция КПУ.

Катодно-подогревательный узел состоит из эмиттирующих элементов катода 1, молибденового керна 2, молибденовой крышки 3, изолирующей прослойки 4, выполненной из смеси окислов алюминия, иттрия и циркония, ленточного подогревателя 5.

Предлагаемая конструкция КПУ может быть осуществлена для торцевого и цилиндрического катода, при этом подогреватель, изготовленный, например, методом химического фрезерования из тонкостенного полого цилиндра, прикрепляется к цилиндрическому керну с помощью изолирующей прослойки, состоящей из смеси окислов алюминия, иттрия, циркония. Изолирующая прослойка узла, выполненная из смеси Al₂O₃ (52-59 мас.%) + ZrO₂ (5-17 мас.%) + Y₂O₃ (31-37 мас.%), имеет температуру плавления 1650 - 1680^оС, обладает высокими диэлектрическими свойствами и химической инертностью к материалам узла и газовой среде прибора, обеспечивая при этом прочное сцепление подогревателя с керном.

Cодержание ZrO₂ менее 5% приводит к увеличению температуры плавления (выше 1700^оС), а более 17% снижает теплопроводность и электросопротивление состава при рабочих температурах (растет мощность накала и имеет место пробой изолирующего слоя).

Содержание Y₂O₃ менее 31% приводит к ухудшению изоляционных свойств и снижению температуры плавления (менее 1600^оС), содержание Y₂O₃ более 37% снижает теплопроводность и повышает температуру плавления припоя (выше 1700^оС).

Для закрепления подогревателей на керне катода использовали изоляционные составы, содержащие в твердой фазе следующие окислы, мас.%:
Al₂O₃ 58, Y₂O₃ 37, ZrO₂ 5 (1);
Al₂O₃ 58, Y₂O₃ 31, ZrO₂ 11 (2);
Al₂O₃ 52, Y₂O₃ 31, ZrO₂ 17 (3);
Al₂O₃ 59, Y₂O₃ 38, ZrO₂ 5 (4).

Изоляционные составы приготавливали следующим образом. Порошки окислов в указанном соотношении перемешивали в ацетоне в течение 16-20 ч, затем смесь сушили при температуре 100-150^оС. Из полученной смеси готовили суспензию для пайки, причем соотношении твердой и жидкой фаз составило 1:2. В качестве жидкой фазы использовали смесь дистиллированной воды и этилового спирта в соотношении 3:1. Затем суспензию тонким слоем наносили на поверхность молибденового керна катода, поверхность подогревателя и крышку. Детали КПУ закрепляли в оправке и узел подвергали пайке в атмосфере увлажненного водорода при температуре 1660-1680^оС в течение 5 мин.

КПУ известных и предлагаемой конструкций испытывали на надежность и долговечность при циклическом включении напряжения накала. КПУ предлагаемой конструкции обеспечивают более 3 тыс. включений и имеют время разогрева 15-20 с. Известные конструкции КПУ имели долговечность порядка 500 циклов при времени разогрева более 2 мин.

КАТОДНО-ПОДОГРЕВАТЕЛЬНЫЙ УЗЕЛ ДЛЯ ЭЛЕКТРОННЫХ ПРИБОРОВ, содержащий керн из молибдена или его сплава, на котором через изолирующую прокладку, содержащую окись алюминия и окись иттрия, закреплен подогреватель, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и долговечности узла, изоляционная прокладка дополнительно содержит окись циркония при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Al₂O₃ 52 - 59
ZrO₂ 5 - 17
V₂O₃ 31 - 37