ЭЛЕКТРОННАЯ ПУШКА Советский патент 1995 года по МПК H01J3/02 

Изобретение относится к электронной технике им может быть использовано в электронно-вакуумных приборах, в частности ЭВП, СВЧ, ЭЛП, например клистронах, ЛБВ, ЛОВ, кинескопах.

Целью изобретения является повышение долговечности электронной пушки при упрощении конструкции.

Сущность изобретения состоит в том, что управляющие электроды электронной пушки выполняют в виде концентричных с диэлектрическим держателем спейсером катодного узла стаканов из тугоплавкого металла с малым температурным коэффициентом линейного расширения (ТКЛР), предпочтительно из ниобия, которые связаны слоем малотемпературопроводного изотропного диэлектрического материала, преимущественно на основе кремнезема, толщиной в номинальное междуэлектродное расстояние, а держатель фиксирован в положении стыковки плоскостей его рабочего торца со стороны выхода электронного потока и управляющего электрода посредством электрически и жестко механически соединяющего их бандажа из тугоплавкого газопоглощающего металла, преимущественно ниобия.

Выполнение электродов в форме связанных тонкостенных стаканов, концентричных с диэлектрическим держателем катода, обеспечивает лучшие жесткость, точность, технологичность сборки при стабилизации геометрии и самоэкранировании от тепла. Предпочтительность предлагаемого ниобия определяется на порядки меньшей упругостью пара при высоких температурах и, соответственно, возможность лучшего обезгаживания, а также расширенным диапазоном газопоглощения, меньшим ТКЛР, технологичностью. Очевидны и выгодны, достигаемые с применением в качестве связующего электроды диэлектрика пенокварцевой керамики. Это значительно лучшая теплозащита (а следовательно, экономичность, теплостойкость электродов) и низкий ТКЛР (стабильность геометрии, соответственно, параметров) наряду с упрощением технологии. Механическое соединение катодного узла с электродами, управляющими электронным потоком, бандажем из тугоплавкого газопоглощающего металла ниобия, находящимся под отрицательным потенциалом управляющего электрода, гарантирует отражение электронов (большую эффективность работы катодного узла), теплоэкранирование (экономичность), углубление вакуума непосредственно в зоне катода, т.е. максимального газоотделения (выше долговечность, электропрочность).

На фиг.1 а,б схематически изображена электронная пушка (триодная часть); на фиг.2 дана схема компланарной триады на основе предлагаемой пушки.

Представленная на фиг.1. электронная пушка содержит в триодной части ускоряющий 1 и управляющий 2 электроды в виде стаканов, концентричных с диэлектрическим держателем 3 и связанных слоем кварцевой пенокерамики 4 толщиной в номинальное междуэлектродное расстояние, а катодный узел фиксирован в положении стыковки рабочих плоскостей держателя со стороны выхода электронного потока и управляющего электрода бандажем из ниобия, электрически и жестко механически соединенным с управляющим электродом. Триада на основе предложенной пушки фиг.2 а,б также содержит ускоряющий 1 и управляющий 2 электроды, концентричные с диэлектрическим держателем 3 в виде цилиндра с продольной щелью, через которую и соответствующие диафрагмальные отверстия излучаются электронные потоки катодных узлов 5. Электроды могут быть секционированы, как на фиг.2, и связаны диэлектрическим слоем на основе кремнезема 4, а катодные узлы фиксированы в положении стыковки рабочей плоскости держателя:
со стороны выхода электронного потока с управляющим электродом против соответствующих диафрагмальных отверстий бандажем, жестко механически и электрически соединенным с управляющим электродом (и, соответственно, изолированным электрически от катодов).

Электронную пушку изготовили путем формовки электрода из фольгированной до толщины 12 мкм ниобиевой ленты с последующим их связыванием малотеплопроводным высокотемпературным клеем-цементом на основе кремнезема. Использовали ацетоновый раствор кремниевой кислоты с добавлением водосолевого сорбента, а именно γ-окиси алюминия со связующим желативым и пенообразователем клееканифольной эмульсией. Полученной суспензией опрыскивали управляющие электроды снаружи до толщины покрытия 0,15 мм. После этого насаживали ускоряющие электроды на управляющие, помещали эти сборки вниз "дном" на штыри оправки из боросилицированного графита, проходящие через диафрагмальные отверстия электродов, и подвергали сборки термообработке при 1100-1200^оС в течение 1 ч в вакууме. Затем насаживали связанные электроды на держатель катодного узла и взаимно фиксировали их посредством проволочного бандажного элемента, концы которого приваривали с натяжением к управляющему электроду после установки на последний катодного узла против диафрагмального отверстия.

Технико-экономическая эффективность определяется повышением:
долговечности (улучшение вакуума, стабильность геометрии, минимизация удельных нагрузок, повышенная электропрочность);
воспроизводимости (автоматическое обеспечение точности сборки, жесткость фиксации электродов, малый ТКЛР материалов, предельное конструкторско-технологическое упрощение);
экономичности (теплоизоляция и самоэкранирование электродов, высокий коэффициент использования материалов при малой материалоемкости, низкопотенциальное управление, упрощение конструкции, технологии, оборудования, оснастки, возможность ввиду профилактики дефокусировки луча, увеличения плотности его тока снижения мощности генератора развертки на выходе видеоусилителя, теплового рассеяния на маске, сокращения числа каскадов, упразднения органов профилактики аберрации линз с тороидальной обмоткой);
разрешения (автоматическое выполнение точности сборки, стабильность геометрии, усиление остроты фокусировки вследствие сближения и утоньшения электродов без угрозы К.З. устранение источников утечек, детектирования полезного сигнала, минимизация ТКЛР);
миниатюризации, расширения области применения, конструкторско-технологического упрощения (при уменьшении габаритов ЭОС открывается возможность уменьшения угла отклонения с укорочением ЭЛП с повышением остроты фокусировки луча создаются предпосылки для уменьшения мощности, а следовательно, габаритов генератора развертки, видеоусилителя органов профилактики астигматизма, аберрации);
электропрочности (улучшение вакуумных условий, профилактика утечек вследствие использования практически не сублимирующих материалов, антиконденсационный нагрев диэлектрического держателя и контактирующей с ним части управляющего электрода, снижение управляющих потенциалов);
механической прочности (жесткость фиксации электродов, монолитность, компактность, минимизация числа элементов и соединений, выбор материалов с повышенной температурой рекристаллизации, модулем упругости);
быстродействия (практически безынерционное установление теплового баланса, самоэкранирование, теплоизоляция);
низкопотенциального управления (повышение плотности тока луча, прозрачности электродов за счет их утоньшения и сближения, дающее возможность снижения отрицательного материала на модуляторе, т.е. увеличения крутизны модуляционной характеристики; в свою очередь, понижение потенциала на модуляторе и ускоряющем электроде за счет допустимого предельного сближения и утоньшения означает возможность уменьшения потенциала и на втором аноде).

Изобретение относится к электронной технике, в частности к катодам кинескопов и других электронных приборов. Цель изобретения повышение долговечности пушки при упрощении конструкции. Пушка содержит ускоряющий 1 и управляющий 2 электроды, выполненные в виде стаканов, концентричных с диэлектрическим держателем 3 и связанные слоем пенокварцевой керамики 4, а катодный узел фиксирован в положении стыковки рабочих плоскостей держателя катода и управляющего электрода бандажом 5. На основе такой пушки реализуется триада катодов для цветного кинескопа. Пушка отличается повышенной жесткостью и воспроизводимостью параметров. 2 ил.

1. ЭЛЕКТРОННАЯ ПУШКА для электровакуумных приборов, содержащая катодный узел с держателем из электроизоляционного материала, управляющие электроды, связанные посредством диэлектрического слоя с поверхностью катода, отличающаяся тем, что, с целью повышения долговечности при упрощении конструкции, управляющие электроды выполнены в виде концентричных с держателем катодного узла стаканов из тугоплавкого металла, которые связаны слоем малотеплопроводного изотропного диэлектрического материала, и закреплены на держателе спейсере в положеннии параллельности плоскостей его рабочего торца и управляющего электрода посредством бандажа из тугоплавкого металла. 2. Пушка по п.1, отличающаяся тем, что в качестве тугоплавкого металла электродов выбран ниобий. 3. Пушка по п.1, отличающаяся тем, что в качестве диэлектрического материала выбран пенокварц.