АВТОЭМИССИОННЫЙ ИГОЛЬЧАТЫЙ КАТОД Советский патент 1974 года по МПК H01J1/304 

1

Изобретение относится к нрибора.м, в которых осуществляется автоэлектронная эмиссия.

Известные автоэмиссионные катоды, выполненные из тугоплавких сплавов, недостаточно стабильно работают в техническом вакуу.ме.

Целью изобретения является повышение стабильности эмиссионных характеристик автокатодов (в условиях ионной бомбардировки) независимо от размеров эмиттирующей поверхности.

Для достижения этой пели катоды изготовляют из сплавов тугоплавких .металлов, содержащих нитевидные включения, ориентированные вдоль оси иглы, величина поперечного сечения которых составляет

где 7 - коэффициент поверхностного натяжения материала; Е - напряженность поля эмиссии.

Ограничение размеров структурных включений позволяет избежать флуктуадионного прорастания микровыступов па эмиттирующей поверхности, приводящего к переходу э.миссии в дуговой режим и к разрушению катода. Из соотношения- поверхностных силв сильном электрическом поле следует, что

рост микровыступа с оспованпем ,/ .. 32 т Е

начинает подавляться силами лапласового давления при достилсении высоты выступа , так как при дальнейшем увеличении высоты микровыстЗпа радиус кривизны его вершины уменьшается и становится меньше

32

критического. Если d -- , то вследствие

Ci

преобладания пондеромоторных сил над силами ланласового давления микроострия могут неограниченно удлиняться, плотность тока возрастет, что может привести к переходу эмиссии в дуговой режим.

Относительное постоянство размеров структурных составляюп1их при изменении геометрии эмиттера (сгрублении или обострении) обеспечивается за счет достаточной протяженности фазовых составляющих вдоль оси острия. По данным автопонномикроскопического анализа сплава Nb-Zr-Ti, величина поо

перечного сечения включений 100 А, расстояние между ними того же порядка, длина

нитей 10 А.

. Автоэмиссионные катоды из сплавов

Nb-Zr-Ti обладают существенно более высокой стабильностью. Повышенная устойчивость к ионной бомбардировке сплава Nb-Zr-Ti проявляется, в частности, в том, что в нроцессе отбора автоэмиссионного тока эмиссионная картин-а не изменяется.

Предмет изобретения

1. Автоэмиссионный игольчатый катод, выполненный из тугоплавкового сплава, отличающийся тем, что, с целью повышения стабильности эмиссии, в качестве материала катода использо.ван сплав, содержащий структурные составляющие в виде нитевидных

включении, ориентированных вдоль оси иглы и выходящих на эмиттирующую поверхность, величина поперечного сечения которых составляет

52-41

d Е

где 7 - коэффициент поверхностного натяжения материала,;

10Е - напряженность электрического ноля.

2. Катод по п. 1, отличающийся тем, что катод выполнен из сплава, содержащего 50% ниобия, 25% циркония и 25% титана.