ВСЕСОЮЗНАЯ \ Советский патент 1973 года по МПК H01J9/02 H01J1/30 

1

Изобретение относится к электронной технике, в частности к технике изготовления холодных катодов для газоразрядных приборов с инертным наполнением, например оптических квантовых генераторов.

В газоразрядных приборах в качестве холодных катодов используют металлические катоды, изготовленные из алюминия, железа, никеля, тантала, молибдена и других металлов или их сплавов.

Известны способы повышения эксплуатационной стойкости металлических холодных катодов, которые заключаются в предварительном окислении рабочей поверхности катодов путем термического окисления в кислородсодержащей среде.

Однако известный способ не обеспечивает достаточной стойкости катодов при повышенных токовых нагрузках.

Цель изобретения - повышение устойчивости холодного катода в процессе его эксплуатации при повышенных удельных токовых нагрузках.

Согласно изобретению поставленная цель достигается путем окисления катодов в среде кислорода пониженного давления 0,1 - 30 мм. рт. ст. при одновременном наложении внешнего высокочастотного электромагнитного поля.

Внешнее высокочастотное электромагнитное поле в выбранном интервале давлений кислорода воздействует на процесс окисления таким образом, что уже на первоначальных стадиях

процесса на поверхности окисляемого при контролируемой температуре металла или сплава образуется пленка оптимальной структуры, что обуславливает ее ценные заш,итные свойства: высокую электропроводность и повышенную стойкость к катодному распылению в условиях аномального тлеюш;его разряда.

Конкретные параметры процесса окисления: давление кислорода, температура окисления, время выдержки при температуре окисления,

частота внешнего электромагнитного поля и. т. д.,- определяются природой металлического катода и конструктивными особенностями изделия. Пример изготовления по предлагаемому

способу холодных катодов газовых ОКГ.

Полые цилиндрические катоды изготовляют из алюминия, бериллия, магния и сплавов на их основе. После механической и технохимической обработки образцы загружают в стеклянные или кварцевые трубы, обезгаживают в вакууме и дополнительно очищают разрядом в среде неона. Затем производят напуск кислорода до давления 3-5 мм рт. ст. и проводят окисление во внешнем высокочастотном электромагнитном поле. Для катодов, изготовленных из алюминия, магния и их сплавов, температуру окисления выбирают в пределах 420-460° С, а для бериллиевых катодов в пределах 550-770° С. Время выдержки при температуре окисления составляет 30-60 мин. Частоту колебаний внешнего электромагнитного поля, в котором производят окисление катодов, изменяют в зависимости от типа катодов в пределах от 0,5-1 Мгц. После окисления катоды монтируют в газоразрядные приборы. Режимы последующей обработки и тренировки катодов не отличаются от общепринятых для холодных катодов.

Испытания холодных катодов, изготовленных по предлагаемому способу, в газоразрядных приборах с наполнением гелийнеоновой смесью (с соотнощением 5:1 и ГО: 1) при давлении 3-5 мм рт. ст. показали, что срок

службы катодов при плотности тока 0,7 ма/см составляет не менее 1100 час. Катоды, изготовленные известным способом, обеспечивают в указанных условиях срок службы не более 50-100 час.

Предмет изобретения

Способ изготовления холодных металлических катодов для газоразрядных приборов, преимущественно с инертным наполнением, путем их термического окисления в кислородсодержащей среде, отличающийся тем, что, с целью увеличения срока службы катодов при повышенных токовых нагрузках, окисление катодов производят при давлении кислорода 0,1-30 мм рт. ст. в высокочастотном электромагнитном поле.