СПОСОБ ВОДОРОДНОГО ВОССТАНОВЛЕНИЯ МИКРОКАНАЛЬНЫХ ПЛАСТИН НА ОСНОВЕ СВИНЦОВОСИЛИКАТНОГО СТЕКЛА Советский патент 1996 года по МПК H01J43/08 

Способ относится к электронно-вакуумному приборостроению и используется в технологии изготовления микроканальных пластин (МКП), предназначенных для усиления потока электронов.

Цель изобретения уменьшение напряженности при фиксированном усилении и уменьшение разброса параметров.

При термообработке МКП в любой заданной среде устанавливается равновесие между продуктами реакции восстановления МКП и внешней средой, поэтому часть этих продуктов, оставаясь внутри МКП, оказывает негативное влияние на параметры МКП, в особенности при их хранении.

В вакууме указанное равновесие наступает при значительно меньшем содержании в МКП продуктов реакции восстановления. Проведенные нами исследования позволили однозначно связать содержание продуктов реакции восстановления МКП с ее усилением. Решений, в которых изложены указанные свойства среди публикаций мы не обнаружили. Также не обнаружили технические решения с идентичным набором признаков.

П р и м е р. МКП на основе свинцовосиликатного стекла изготавливают известным способом. Восстановление в среде водорода ведут в два этапа; на первом этапе при 440^оС (tg стекла 450^оС) в течение 80 мин, а на втором этапе при температурах выше 450^оС (конкретная температура зависит от предыстории каждого блока и конкретные значения температуры и длительности восстановления определяются по параметрам сигнальной пластины). Можно сказать, что и в этом случае процесс осуществляют известным способом. После окончания процесса восстановления в известном решении МКП охлаждают до комнатной температуры. В заявляемом решении дополнительную вакуумную термообработку проводят либо после охлаждения МКП до комнатной температуры и нанесения на нее контактных электродов, либо в процессе охлаждения МКП, после восстановления при заранее определенной температуре. При достижении заданной температуры переводят режим работы на поддержание температуры, создают требуемый вакуум в пространстве МКП и проводят термообработку требуемой длительности. Возможно проведение вакуумной термообработки в специальном устройстве, чтобы не осложнять режим работы устройства восстановления МКП.

Возможен еще один вариант, когда температура дополнительной термообработки выше температуры восстановления. В этом случае перед подъемом температуры необходимо создать в пространстве МКП заданный вакуум.

Если дополнительная термообработка проводится в дополнительном устройстве, то перед подъемом температуры необходимо создать в пространстве МКП заданное разрешение. Допускается создание вакуума при достижении температуры 200-250^оС, но не выше этой температуры. Остаточное давление дополнительной термообработки 1-100 Па.

В таблице приведены характерные значения номинального напряжения на МКП, при котором достигается усиление 10⁴. Данные относятся ко всем типам дополнительной термообработки: дополнительная термообработка в отдельной установке после восстановления и охлаждения МКП, либо же дополнительная термообработка непосредственно в установке восстановления.

Кроме того, дополнительной термообработке подвергались МКП, охлажденные после восстановления в восстановительной либо нейтральной средах.

Независимо от всех указанных условий дополнительная вакуумная термообработка приводит к уменьшению значения номинального напряжения, т.е. к повышению усиления при заданном напряжении.

Минимальный эффект достигается при дополнительной термообработке в течение 10 мин при 500^оС, а максимальная длительность, соответствующая температуре дополнительной вакуумной термообработки 200^оС, составляет 120 мин. Для температур 340 и 450^оС длительность составляет, соответственно 90 и 60 мин.

Возможно проведение дополнительной вакуумной термообработки и при температурах ниже 200^оС, но в этом случае не достигается стабильное значение эффекта он либо есть, либо вовсе нет, кроме того приходится существенно увеличивать длительность дополнительной термообработки, что сводит на нет целесообразность ее, ибо достигаемый эффект незначителен (максимальное значение 10-20 В).

При термообработке в интервале температур выше 500^оС происходит деформация МКП.

Как показывают данные таблицы, дополнительная термообработка уменьшает разброс значений номинального напряжения между отдельными пластинами. Кроме того, после термовакуумной обработки в систему запускают газ, содержащий в своем составе допустимое количество примесей, что также способствует стабильности рабочих параметров МКП при их эксплуатации.

Преимущества заявляемого решения перед известными:
позволили уменьшить номинальное напряжение на МКП, что равносильно увеличению их усиления;
повышается стабильность работы МКП;
уменьшает разброс параметров.

Использование: электронно-вакуумное приборостроение, технологический процесс изготовления микроканальных пластин (МКП), предназначенных для усиления потока электронов. Изобретение позволяет уменьшить напряжение при фиксированном усилении, т.е. позволяет получать более высокое усиление при одном и том же напряжении на МКП. Кроме того, уменьшается разброс параметров отдельных пластин. Сущность изобретения: способ водородного восстановления МКП на основе свинцовосиликатного стекла, включает разогрев пластин и их термообработку в среде водорода в два этапа, с температурой обработки на первом этапе, не превышающей температуру стеклования материала микроканальных пластин, и повышением температуры на втором этапе с последующим охлаждением. До или после охлаждения проводят дополнительную термообработку в вакууме в интервале температур 200 - 500^oС в течение 10 - 120 мин. 1 табл.

СПОСОБ ВОДОРОДНОГО ВОССТАНОВЛЕНИЯ МИКРОКАНАЛЬНЫХ ПЛАСТИН НА ОСНОВЕ СВИНЦОВОСИЛИКАТНОГО СТЕКЛА, включающий разогрев пластин и их термообработку в среде водорода в два этапа с температурой обработки на первом этапе, не превышающей температуру стеклования материала микроканальных пластин, и повышением температуры на втором этапе с последующим охлаждением, отличающийся тем, что, с целью уменьшения напряжения при фиксированном усилении и уменьшения разброса параметров, проводят дополнительную термообработку пластин в вакууме в температурном интервале 200 - 500^oС в течение 10 - 120 мин.