(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИГОЛЬЧАТЫХ ХОЛОДНЫХ Изобретение относится к способам из- готовления игольчатых холодных катодов тонккх проводящи,х игл с радиусом закруГ ления острого конца менее ЗО мк. Изоб- ретение может быть использовано также в областях, где имеют дело с изготовлением или использованием металлических игл с крайне острыми концами: например, в производстве тонких антикатодов для острофокусных рентгеновских трубок высок го разрешения, острийных автоионизацион,т ных источников ионов, электрических зондов, тонких электродов, микроманипуляторов и др. Известен способ изготовления острий i электролитическим травлением в трехслойной ванне, содержащей ртутный электрод, расположенный на нем слой диэлектрической жидкости и налитый поверх него слой травящей жидкости, в которую введен второй электрод. Проволочная заготовка по этому способу погружается вертикально так, чтобы один ее конец проходил сквозь I электролит, а другой опускался в ртуть.
ЭМИТТЕРОВ Травление заканчивается с отделением i нижней части заготовки. Однако таким способом {юлучаююя острия характерной невыгодной с точки зрения применений формы: Ц1Л11НДрическа11 проволока резко с крутым конусом пере.ходит в тонкий шпиль с весьма ма;йлм углом конуса, заканчивающийся острием. Длинный и тонкий шпили затрудняют тепло обмен меладу массивной частью проволоки и концом острия. По этой причине конец острия трудно очису.нть при вaкyy пюй обработке и, с Другой стороны, он Jiej-KO перегревается при больи их плотпостях эмиссионного тока. Острия такой формы в итоге менее стабильны, чем острия с относительно большим углом конуса, сохраняющимся до самого конца острия, JUrnHa шпиля - не менее половины тоЛ1Г1и ы cJioя лектро шта. Как показал опыт, эту толщину не удается сделать меньше J мм. Описанная форма острия получается за счс.-т ого, что травлепие происходит Knuiiii ),(,ч,-й части проволоки, погрул енной в элокг|)1)лит.I Цель изобретения - изготовление острий с более выгодной для применений формой, а именно острий с укороченной конической частью. Эта цель достигается введением новой операции: перед погружением в травильную ванну боковую поверхность проволочной заготовки покрывают веществом (например, лаком, канифолью), хорошо растворимым в нетравящей, инертной жидкости и нерастворимым в травящей жидкости. В таком случае травление проис ходит в предельно тонком слое вблизи гра ницы раздела двух упомянутых жидкостей. В результате этого после перетравления 1заготовки получается коррдкая ,коническая часть для острий образующихся как на закрепленной, так ина отдёлившейся части заготовки. Предлагаемый способ осуществляется следуюишм образом. В качестве исходного объекта берут проволочную заготовку (не обязательно кру лого сечения). Заготовку подвергают травлению в травящей жидкости электролитичес ким либо химическим путем. Травление ведется в травильной ванне, содержащей по крайней мере два слоя: слой травящей жидкости {NoOH-3% дляWили смесь НМОз и СНз СООН для Си ) слой несмешивающейся с ней инертной жидкости, т.е. нетравящей (CCt). Расположение эти двух слоев относительно верха и низа не очень существенно, и его можно изменять в связи с побочными целями Наиболее существенным приемом предлагаемого способ является покрытие боковой поверхности под лежащей травлению проволочной заготовки веществом, например лаком, хорошо растворимым в инертной жидкости и нераствор мым в травящей жидкостиш Растворимость примененного покрытия в инертной жидкости при данной температуре должна быть такой, чтобы за время от нескольких секунд до минуты оно полностьк) растворилось; обнажив поверхность металла заготовки. С другой стороны покрытие должно надежно предохранять заготовку от воздействия травящей жидкости в течение все го времени травления. После операции лаК1ФОВКИ заготовку погружают в травильную ванну так, чтобы она пересекла границу раздела жидкостей и жестко закреп ляют заготовку в том ее участке, который располагается выще границы раздела жидкостей. При этом положение границы разцела относительно заготовки чёткЬ фиксиэуется. На чертеже изображено приспособление для осуществления предлагаемого способа. Заготовка 1, покрытая слоем лака 2, погружена в травильную ванну, где TpajiHщая жидкость 3 размещена в верхнем слое. Выще границы раздела 4 лак сохранится и не допустит травления заготовки. границы раздела инертная жидкость 5 растворит лак и будет соприкасаться с частью покрытия, прилегающей к границе раздела жидкостей. В той мере, в какой произойдет растворение лака выше границы раздс- ла, к узкому кольцевому участку поверхности заготовки, оттесняя инертную жидкость, получит доступ травящая жидкость. Это обеспечит травление в узком пограничном слое вблизи границы раздела жидкостей. По мере травления образующаяся перетяжка разрывается под действием веса нижней части заготовки (за вычетом архимедовой силы). После отделения нижлей части заготовки процесс травления прекращают или же (например, для отделившийся части; попадающей в инертную жидкость) н прекращается сам. Дальнейшее травление может повести к затуплению острий. В качестве холодных игольчатых эмиттеров могут использоваться обе части заготовки: верхняя, закрепленная, и нижняя, отделившаяся. Травление может производиться либо электролитическим путем одним из известных способов, либо химическим путем. Предлагаемый способ дает возможность получать за счет химического травления тонкие острия вьп одной для применений формы при возможности получения заданного радиуса острия и при автоматическом окончании процесса в нужный момент или при простой регистрации этого момента (отделение нижней части заготовки). Вопрос о том, какой слой располагать сверху - инертный или травящий, - решается при конкретном выборе рецепта травления для данного материала заготовки. При активном выделении пузырьков предпочтительное расположение, показанное на чертеже, так как в таком случае пузырьки в .меньшей степени возмущают границу раздела жидкостей. Если же выделение цуаырьков невелико, более выгодным оказынаетс;я обратное расположение слоев, ибо iipjf этом тяжелые продукты растворения .uu-oтовки легче отводятся из области травления.
очистить их во время вакуумной откачки. При высоких плотностях тока эта форма способствует .хорошему теплоотводу в сторону цилиндрической части острия. Все это обеспечивает стабильную рабожу таких эмиттеров в качестве автоэлектронных катодов и меньший износ в режиме перехода в вакуумный пробой.
Вместе с тем, предлагаемый способ сохраняет возможность управлять полученным радиусом острия за счет размеров отделяющейся части заготошси.
Предмет изобретения
1. Способ изготовления игольчатых холодных эмиттеров путем погружения проволочной заготовки в ванну, содержа Шую травящую и инертную жидкости так, что она пересекает границу раздела жидкостей, и последующего травления заготонки, отличающийся тем, что, с целью повышения стабильности эмиттеров в процессе их работы, боковую по-
верхность проволочной заготовки перед погружением в Ьанну покрывают веществом, растворимым в инертной жидкости и нерастворимым в травящей жидкости, например канифолью. п
2. Способ по п. 1, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что в травящую жидкость помещают электрод,н, используя про олочную заготовку в качестве другого электрода, травление проволочной заготовки
производят электролитическим путем.
3. Способ по пп. 1. и 2, отличающийся тем, что, с целью облегчения отвода тяжелых продуктов растворения заготовки из области травления,
инертную жидкость располагают поверх травящей.
/ 2
