ТОРЦЕВОЙ КАТОД ПРЯМОГО НАКАЛА Советский патент 1974 года по МПК H01J1/16 

1

Изобретение относится преимущественно к миниатюрным прямонакальным катодам с торцевой эмиттирующей поверхностью, применяемым в пушках электронных нриборов, электроннолучевых трубок, электронных микроскопов, электроннолучевых установок для обработки и микросварки, где требуются миниатюрные эмиттеры геометрически правильной формы.

Известна конструкция нрямонакального V-образного катода, на эмиттирующем конце которого закреплен (пайкой или сваркой) штабнк вещества с повышенными эмиссионными свойствами. При этом эмиссионной поверхности штабика может п)идаваться требуемая геометрически правильная форма. Однако обеспечение хорошей теплопередачи от тела накала к штабику требует значительной площади контакта в месте их соединения, что связано с необходимостью общего увеличения излучающей .поверхности штаби-ка и обуславливает частичное электрическое шунтирование нити на1кала. Эти конструктивные особенности приводят к неопра1вданному увеличению мощности и температуры нити накала и, следовательно, к снижению срока службы катода. Изготовление катодов вызывает значительные технологические трудности, связанные с необходимостью обеспечить надежность

2

высокотемпературного спая (или сварки) и хорошую повторяемость пара.метров накала. Цель изобретения - уменьшение мощности накала и повышение надежности катода

(получение четких границ эмиттирующей поверхности, увеличение жесткости и формоустойчивости при нагреве).

На чертеже изображен предлагаемый торцевой катод.

Цилиндрический стержень (или трубка) л длина которого соответствует длине катода, имеет спиральный продольный паз 2, разделяющий его на две ветви о и # бифилярного тела накала. Торец 5 неразрезанной части

стержня, являющийся эмиттером, может иметь практически любую геометрически правильную форму (например, круга, сферы, прямоугольника, ножа, острия и т. д.) и может содержать вещество, обладающее повышенными эмиссионны.ми свойствами при относительно низкой рабочей температуре. Эмиттирующее вещество может покрывать торец 5 в виде пленки или в виде таблетки, приваренной контактной или диффузионной

сваркой, а также размещаться в цилиндрическом гнезде торца. В последнем случае эмиттирующее вещество может в виде таблетки фиксироваться в гнезде пайкой (например, гексаборид лантана), лазерной или электрон.

нолучевой .микросваркой единич ным импуль3

со,м (например, металлооплавиые катоды), а также монтироваться е гнезде в виде миниатюрного L-образиого катода.

Возможные варианты предлагаемой конструкции представляют наибольший интерес для катод О-В малых размеров, когда осуществление конструкций катодов с косвенным накалом становится технологически затруднительным (или не(возможным) и невыгодным с точки зрения экономичности и сведения к минимуму паразитной эмиссии.

Придание нужной фор.мы эмиттирующей поверхности и заа ре пление в торце эмиттирующего вещества (илн сложных катодов) технологически удобно производить в стержне (или трубке) до разрезания его спиральным пазом.

Спиральный паз может иметь переменный шаг, а также прямые участки (спиральный паз с шагом ).

Требуемое электрическое сопроти1влепие бифилярного тела накала при заданной длине катода и увеличение его жесткости но сравнению с проволочной витой бифилярной ониралью такого же диаметра достигаются подбором оптимального шага спирали и ширины реза, которые определяют длину и размер поперечного сечения вегзи тела накала. Форма ветви тела накала в нормальном сечении, представляющая собой криволинейный треугольник (для стержня) нли криволинейный четырехугольник (для трубки), форми руется автоматически в процессе резания.

В соответствии с приведенным описанием была осуществлена н испытана в лабораторных условиях конструкция катода для установки электроннолучевой микросварки.

Катод нредставлял собой танталовый стержень длиной IK 5,5 мм и диаметром 1 мм. В торце, в гнезде была вмонтирована (пайкой) таблетка гексаборида лантала диамегром 0,5 мм. Со стороны другого горца стержень был разрезан спиральным пазом на длине 4,65 мм. Ширина паза 0,.3 мм. Ход спирали 1,25 мм. При токе накала / „ 8 а и мощности f I, 16 вт эмиттер имел рабочую темпе|ратуру 1627°С. Многократные циклы нагрева и остывания показали хорошую формоустойчивость катода. В целом лабораторные испытания катода подтвердили ожидаемый эфФект.

Предмет изобретения

Торцевой катод прямого накала, содержащий эмиттер, закрепленный на держателе, отличающийся тем, что, с целью уменьшения мощности и повышения надежности катода, держатель выполнен в виде стержня

с продольным спиральным пазом, на торце которого укреплен эмиттер.

2