Термоэлектронный катод Советский патент 1974 года по МПК H01J1/148 

1

Изобретение лредназначено для использования в магнетронах, МГД-генераторах, термоэмисоионных преобразователях л других приборах, где катоды работают в условиях ВЫСОКОЙ температуры (до 2500°К) в вакууме ИЛИ в среде инертных газов с присадками щелочных металлов.

Известно, что «арбид титана TiC, обладающий ВЫСОКОЙ прочностью И термостойкостью (Тпл 3420°К), является одним из наиболее 1перспект1ивных материалов среди тугоплавких карбидов; но «а.к эмиттер электронов TiC недостаточно эффект;ивен (его работа выхода .ф,,12 эв пр.и Гк 1800°К), поэто.му в качестве катодного материала карбид титана используется весьма .редко.

Цель изобретения - повышение эффективности карбида титана как эмиттера электронов.

Поставленная цель дост1игается нанесением на эмиттирующую поверхность TiC металлической пленки ОСМИЯ Os. Эмиооионная способность полученного катода во M.HoroiM зависит от режима его термоактивирования. Активирование с отбором тока эмиссии происходит мгновенно при температуре катода 2300°К. Процесс активирования может осуществляться при ТОЙ же температуре и без отбора тока ЭМИССИИ, однако в этом случае требуется значительБО больщий период времени для завершения процесса.

Технология изготовления катодов заключается в следующем. На поверхность TiC напыляют ИЛИ намазывают слой металлического оомия; при этом толщина пленки не Критична, она может равняться нескольким атомным слоям И более.

В -качестве карбида могут быть использованы карбиды других тугоплавких металлов, испаряющихся путем диссоциации, карбидообразующий металл которых электроположителен по отнощению к осмию.

Исследовапие термоэлектронной эмиссии проводилось в экспериментальном диоде при непрерывной откачКе. Расстояние анод - катод не превыщало 2-3 мм. Экспериментальные данные были обработаны в виде температурных характеристик плотности тока насыщения при U 300 в, а термоэмиссионные параметры были определены путем построения прямых Ричардсона или вычисления эффективной работы выхода ф12о при

а/см2.град2.

На чертеже приведены температурные зависимости ПЛОТНОСТИ тока эмиссии для катодов ИЗ TiC (кривая 1) и TiC с пленкой Os (кривая 2). Сопоставляя кривые 1 и 2, можно заметить, что с катода из TiC с пленкой Os

можно отбирать томи эмисоии, превышающие примерно на три норядка токи эмиссии с чистого TiC; соответствевно снижается работа выхода.

В таблице приведены некоторые термоэмИССионные параметры для TiC и TiC с пленкой Os. Из таблицы видио, что эффективная работа выхода у TiC с пленкой Os примерно на 1 эв меньше эффективной работы выхода для чистого TiC.

Предмет изобретения

Термоэлектронный катод на основе карбидаосмию, например на основе карбида титана,

тугоплавкого металла, испаряющегося путемотличающийся тем, что, с целью повышедисооциации, карбидообразующий металл «о-15 ния эмиссий, катод покрыт пленкой осмия поторого электроположителен по отношению «рядка -нескольких атомных слоев.