Газопоглотитель Советский патент 1993 года по МПК H01J7/18 

Изобретение относится к электронной технике и может найти применение при конструировании и производстве электровакуумных приборов.

Цель изобретения повышение сорбционной ёмкости и активности газопоглотителя, за счет образования бинарного жидкого эвтектического сплава.

Поставленная цель достигается тем, что в состав газопоглощающего материала введена медь при следующем соотношении компонентов, мас.%:

титан10-70 медь 90 -30 Сущность изобретения заключается в том, что на внутреннюю горизонтальную металлическую поверхность оболочки метал- ло-керамических и титанокерамических приборов размещают заготовку газопоглотителя.

Заготовка газопоглотителя состоит из компактно соединенных методом точечной сварки, запрессовки деталей или порошков титана и меди. Заготовку газопоглотителя также размещают в контейнере, который при помощи держателей крепится к электродам прибора. Контейнер изготавливают из металла, который не образует с титаном и медью эвтектического сплава.

Нагрев газопоглотителя проводится путем нагрева оболочки, а также пропускани- ч ем тока через держатель газопоглотителя или путем высокочастотного нагрева в случае использования его в стеклянных, метал- ло-стеклянных приборах.

В процессе откачки электронных приборов газопоглотитель нагревается одним из указанных выше способов до 875-1050°С. При нагреве происходит образование бинарного жидкого эвтектического сплава титан- медь с образованием интерметаллических соединений Т12Сиз, TiCu, TlaCu, TiCus. Наличие различных интерметаллических соединений играет роль зародышевых центров или ядер развитие геттерных реакций, в результате резко возрастает газопоглотительная способность,

В процессе перемешивания слоев электрического жидкого сплава соединения титана с газами и соединения газа с интерметаллическими фазами тонут в объеме сплава, т.е. перемещаются вглубь сплава на значительную глубину. Это позволяет

ел С

00 V4

СЛ СЛ

азрушить корочку продуктов реакции маериала газопоглотителя с газами.

Перемешивание сплава дополнительно пособствует увеличению скорости поглощеия газов и увеличению сорбционной емкоти газопоглотителя, при этом в поглощении азов участвует вся масса газопоглотителя. начительная глубина размещения соединений титана и интерметаллических фаз с газами в отвердевшем после охлаждения газопоглоителя существенно уменьшает интенсивность его газротделени.я в процессе ксплуатации..

Эти факторы способствуют уменьшению давления остаточных газов во внутреннем объеме прибора. Уменьшение давления внутриламповой атмосферы оценивалось путем измерения уровня ионного (обратного) тока сетки приборов с наличием медно- титанового газопоглотителя и без газопоглотителя, так как отсутствуют методы непосредственного измерения давления в объеме прибора. Замеры показали, что уровень ионного тока сетки при постановке газопоглотителя в среднем у®ень- шился с 0,0582 мк А до 0,0284 мк А, т.е. в 2,05 раз. Известно, что уровень внутрилампово- го давления (Р) в зависимости от ионного тока сетки I (lei ионн) при постоянной величине тока анода определяется выражением Р К ICi ион; где К - коэффициент пропорциональности, определяемый геометрическими параметрами электродов приборов. Уменьшение концентрации газов во внутри- ламповом объеме уменьшает интенсивность отравления оксидного катода остаточным газом. Это позволяет уменьшить уровень брака приборов по малой эмиссии катода или позволяет повысить долговечность приборов путем уменьшения температуры катода при сохранении третьего уровня эмиссионных параметров.

В системе титан-медь существуют две эвтектики: одна при 50 мас.% титана и температуре 950°С и вторая при 28 мае. % титана и температуре 875°С (таблица ).

В случае, если соотношение меди и титана не будет равновесным, то образуется ряд интерметаллических соединений с различной температурой плавления, ТЪСи - 1014°С, TiCu - 982°С, Т.иСиз - 905°С, TICU2 - 892°С, - 935°С.

Было проведено опробование медно- титанового газопоглотителя при соотношении меди 30-90 мас.%, титана 70-10 мас.% с оценкой эмиссионной способности катода и уровня ионного (обратного) тока сетки.

Наибольший уровень тока анода (до 78,9 мА и наименьший уровень ионного тока

сетки (до 0,0284 мкА) имеется при соотношении титана 19-50 мас.% и меди 81 - 50%. При уменьшении содержания титана до 10 мас.% (меди до 90 мас.%) уровень тока

анода уменьшается, уровень ионного тока сетки возрастает.

Эти результаты объясняются тем, что при уменьшении доли титана уменьшается количество интерметаллических соединений титана с медью, что приводит к уменьшению поглотительной способности газопоглотителя.

Увеличение содержания меди увеличивает количество напылений меди на катод,

6 что уменьшает его эмиссионную способность. ......

Увеличение содержания титана до 70 мас.% также приводит к уменьшению эмиссионной способности, т.к. при указанном

0 соотношении титана и меди не весь титан соединяется в интерметаллические соединения и часть титана остается в чистом виде, т.е. в виде металла не расплавившегося. В этом случае проявляются отрицатель5 ные свойства титановых газопоглотителей, т.е. образуется на поверхности газопоглотителя твердая окисная пленка, что уменьшает поглотительную способность газопоглотителя.

0 Применение медь-титанового эвтектического материала газопоглотителя позволяет необратимо связать все кислородсодержащие газы, имеющиеся внутри объема электронного прибора, снизить суммарное

5 давление остаточных газов в 2,12 раза на основании сравнительных измерений ионного тока сетки 1 приборов в сравнении с про- тотипом.

Это позволяет существенно повысить

0 эмиссионную способность катодов. Ток анода металлокерамических тетродов при постановке медь-титанового материала газопоглотителя повысился с 59,8 мА до 78,9 мА, т.е. в .1,32 раз. Это позволило снизить

5 напряжение накала тетродов с 6,3 до 5,7 В, при этом-был сохранен требуемый уровень тока анода. В соответствии с физ-статмо- делью отказа долговечность тетрода повысилась в 3 раза.

0 Формула из обретения

Газопоглотитель для электронных ламп, включающий титан, отличающийся тем, что, с целью повышения сорбционной емкости и активности газопоглотителя за

5 счет образования бинарного жидкого эвтектического сплава, газопоглотитель содержит медь при следующем соотношении компонентов, мас.%:

титан10-70 медь 90-30,

Параметры эвтектических сплавов.

Использование: в электронной технике при конструировании и производстве электровакуумных приборов. Сущность изобретения: для повышения сорбционной емкости и активности газопоглотителя за счет образования бинарного жидкого эвтектического сплава титан-медь. В состав газо- поглощающего материала введена медь при следующем соотношении компонентов, мас.%: титан 10-70, медь 90-30.