ТЕРМОЭЛЕКТРОННЫЙ КАТОД Советский патент 1973 года по МПК H01J1/148 

1

Изобретение предназначено для использования в приборах, в которых катоды, являющиеся источниками электронов, работают в условиях высокой температуры в вакууме или в среде инертных газов с присадками щелочных металлов.

Известно, что карбид титана (TiC) является одним из наиболее перснективных материалов, благодаря высокой прочности и термостойкости.

Однако как эмиттер электронов TiC является недостаточно эффективным материалом (его работа выхода электронов ,12 эв при Г 1800°К). Поэтому использование TiC в качестве катодного материала находит весьма ограниченное применение.

Цель изобретения - повышение эффективности TiC как эмиттера электронов.

Это достигается введением в объем TiC мелкодисперсного металлического титана (Ti) в количестве от 7,5 вес. % и больше.

2

Технология изготовления подобпых катодов достаточно проста и заключается в следующем. В объем TiC вводят мелкодисперсный металлический титан в количестве 7,5%

(до 40 вес. %), смесь тщательно перемешивают и наносят в виде пасты на керн катода. Исследование термоэмиссионных свойств катодов проводили в экспериментальном приборе плоской конструкции. Расстояние

анод - катсд не превышало 2-3 мм. Экспериментальные данные были обработаны в вилде вольтамперных характеристик или температурных зависимостей плотности тока термоэлектронной эмиссии.

На чертеже приведены температурные зависимости плотности тока эмиссии для катодов из TiC п TiC +7,5% Ti.

Кривая / показывает температурную зависимость плотности тока эмиссия катодов из TiC, а кривая 2 - из TiC +7,5% TiC. Как видно из чертежа, с катода из TiC +7,5% Ti можно отбирать плотности тока эмиссии, превышающие токи эмиссии с чистого TiC примср ю на два порядка; соответственно, происходит и уменьшение работы выхода электронов. В табл. приведены некоторые термоэмиссионные параметры для TiC и TiC -f7,5% Ti но экснериментальным данным. Из таблицы видно, что эффективная работа выхода электронов у меньше работы выхода электронов чистого TiC на 0,8 эв. Примерно на такую же величину отличается работа выхода электронов TiC+Ti и металлического Ti (ф 3,90-4,17 эв. Таким образом, эффективность катода TiC-j-Ti значительно нревосходит эффективности чистого TiC и металлического Ti. Следует заметить, что увеличение содержания Ti в объеме TiC, но крайней мере, до 10 вес. %, не ириводит к дальнейшим изменениям термоэмиссионных параметров. Таким образом, указанный эффект, заключаюш,ийся в увеличении эффективности TiC, наблюдается при введении Ti в количестве от 7,5 до 10 вес. % в объем TiC. Предмет изобретения 1. Термоэлектронный катод для электронных устройств, выиолненный на основе карбида титана, отличающийся тем, что, с целью повышения эмиссионной способности катода, он содержит титан. 2. Катод но и. 1, отличающийся тем, что титан введен в количестве 7-10 вес. %.

oJ,a/cM