Способ изготовления молибденового электрода термоэмиссионного преобразователя Советский патент 1990 года по МПК H01J45/00 

Изобретение относится к термоэмиссионному методу преобразования тепловой энергии-в электрическую, а именно к технологии изготовления электродов термоэмиссионных преобразователей (ТЭП), преимущественно коллектора.

Целью изобретения является повьдие- ние вакуумной работы выхода коллектора и тем самым энергетических характеристик ТЭП в рабочих условиях за счет снижения обеднения имплантированным кислородом приповерхностного слоя при термовакуумной обработке, проводимой после имплантации для от- saira дефектов и удаления примесей.

Параметры способа выбраны на основе с.ерии экспериментальных исследований. Диапазон температур от комнатной до рабочей выбран, исходя из того, что на скорость диффузии большее влияние оказывает величина температуры, а не количество дефектов. Поэтему увеличение температуры электрода рабочей при предварительном сту- пе«чатом прогреве снижает количество кислорода в приповерхностном слое. Снижение же верхнего/значения температуры предварительного ступенчатого прогрева приводит к сохранению в приповерхностном слое дефектов некото- рык типов, которые будут способствовать до момента своего отжига выходу кислорода из образца при рабочей температуре. То же самое происходит, если время прогрева на каждой ступени првдварительноро отжига выбрано меньше 5 мин - времени релаксации крис- «тагшической решетки. Деффекты на болев низкой ступени отжига еще не отожжены, а температура электрода ужа поднята до значения следующей ступени. Это также приводит к повы- ше:иному выходу имплантированного .кисло юда из поверхностного слой элек- трида. Увеличение времени отжига выше времени релаксации для каждой ступени нецелесообразно, так как для достижения поставленной цели это до- по нительно ничего не дает. Интервал 801-120 С выбран экспериментальным пу|гем из анализа содержания кислорода в приповерхностном слое а зависи- мо|:ти от ступени подъема температуры. |П р и м е р. Изготовлен молибде- Н01ВЫЙ коллектор ТЭП с имплантированных кислородом для рабочей темпера- 700 С. Имплантация кислорода гфоводилась в вакууме при остаточном давлении примерно 4-10 Па с ускоряющим напряжением 60 кВ при 30 С.

10

15

Доза имплантированного кислорода сос тавила 9.10 ион/см. Ступенчатый прогрев заключался в нагреве электро да в печи СШВЛ-0.2.640 -.в вакууме 4 1СГ Па при 100,200,300,400,500 и 600°С с 10-минутной вьщержкой при каждой температуре. После этого электрод нагревался до 700°С. Полученный электрод содержал в поверхностном слое вдвое большее количество кислорода, чем образец, нагретый до без ступенчатых выдержек.

Данный способ позволяет провести постепенный отжиг дефектов с постепенным удалением с поверхности раз- личных загрязнений и сохранением по- вьшенного содержания в приповерхностном слое имплантированного кислорода, что в свою очередь приводит к увеличению вакуумной работы выхода электрода и повьшению в рабочих условиях энергетической эффективности ТЭП.

25 Ф о р м у л а и 3 об ре т е н и я

Способ изготовления молибденового электрода термоэмиссионного преобразователя, включающий имплантацию кислорода в поверхностный слой.электрода, нагрев и отжиг в вакууме, --, о т л и ч.а ю щ и и с я тем, что, с Целью увеличения вакуумной работы выхода коллектора, отжиг осуществляют ступенчатым нагревом коллектора до рабочей температуры электрода с -интервалами, р авными 80-120°, и выдержкой на каждой ступени, равной 5- 15 мин.

20

30

35

0

5

Доза имплантированного кислорода составила 9.10 ион/см. Ступенчатый прогрев заключался в нагреве электрода в печи СШВЛ-0.2.640 -.в вакууме 4 1СГ Па при 100,200,300,400,500 и 600°С с 10-минутной вьщержкой при каждой температуре. После этого электрод нагревался до 700°С. Полученный электрод содержал в поверхностном слое вдвое большее количество кислорода, чем образец, нагретый до без ступенчатых выдержек.

Данный способ позволяет провести постепенный отжиг дефектов с постепенным удалением с поверхности раз- личных загрязнений и сохранением по- вьшенного содержания в приповерхностном слое имплантированного кислорода, что в свою очередь приводит к увеличению вакуумной работы выхода электрода и повьшению в рабочих условиях энергетической эффективности ТЭП.

0

Способ изготовления молибденового электрода термоэмиссионного преобразователя, включающий имплантацию кислорода в поверхностный слой.электрода, нагрев и отжиг в вакууме, --, о т л и ч.а ю щ и и с я тем, что, с Целью увеличения вакуумной работы выхода коллектора, отжиг осуществляют ступенчатым нагревом коллектора до рабочей температуры электрода с -интервалами, р авными 80-120°, и выдержкой на каждой ступени, равной 5- 15 мин.

Изобретение относится к тёрмо- эмиссионному методу преобразования тепловой энергии в электрическую и может быть использовано при изготовлении электродов термоэмиссионного преобразователя энергии (ТЭП) преимущественно коллектора. Цель изобретения - повышение вакуумной работы выхода коллектора. Имплантация кислорода в молибденовый коллектор проводится при комнатной температуре в вакууме при остаточном давлении .не вьппе 4 -10 Па с ускоряющим напряжением 60 кВ. Доза имплантированного кислорода составляет 9-Ю ион/см . Ступенчатый нагрев электрода до рабочей температуры проводится в вакууме с интервалами, рав15 1ми 80-120 С к выдержкой на каждой ступени, равной 5-15 мин. При рабочей температуре 700 С электрод содерэвмт в поверхностном слое вдвое болыпее количество кислорода, чем образец, нагретый. до 700°С без ступенчатых выдержек. Параметры способа выбраны на основе серии экспериментальных исследований и учитывают влияние на скорость .диффузии кислорода как .температуры, так и количества дефектов. Способ позволяет провести отжиг дефектов с постепенным удалением с понерхности различных загрязнений к сохранением повышенного содержания в приповерхностном слое имплантированного.кислорода, что приводит к узеличенкю вакуумной работы выхода электрода и к поБьш1еиию в рабочих условиях энергетической эффективности ТЭП, с