Материал для термоэлектронных катодов Советский патент 1976 года по МПК H01J1/14 

Изобретение предназначено для использования в электронных устройствах и приборах прямого преобразования тепловой энергии в электрическую (термоэмиссионных преобразователях и магнитогидродинамических генераторах). Применяемые в этих электронных приборах и устройствах катоды должны устойчиво работать в течение длительного времени при высоких температурах (свыше 1000°С) и в сложной газовой среде (инертные газы, продукты сгорания природного топлива с окислителем), быть технологичными и обеспечивать требуемую плотность тока. Учитывая эти требования, катоды изготовляют на основе графитов,-так как они обладают высокой температурой возгонки, технологичностью, высокой электропроводностью, способностью к работе в восстановительной среде. Однако чистый графит имеет высокую работу выхода (4,62 эв) и соответственно низкую эмиссионную способность (единицы миллиампер с 1 см при Т 1600°С), что является его недостатком. Кроме того, графиты неустойчивы в окислительной среде, что мешает применению в открытом цикле МГД-генератора. С целью повышения эмиссионной способности графита и стойкости к окислению в графит введены порошки боратов, например Ьа28гз (ВОз), в количестве до 20%, а затем смесь обработана методом порошковой металлургии. Подготовленный таким образом материал в порошкообразном виде был нанесен на молибденовый керн; толшина слоя 50 мкм. Измерения термоэлектронной эмиссии были проведены в экспериментальном диоде при непрерывной откачке, расстояние между анодом и катодом не превышало 2-3 см. Экспериментальные данные обработаны в виде вольтамперных и температурных характеристик тока эмиссии. На чертеже приведены вольтамперные характеристики графита с боратами. Ток эмиссии катода из графита с боратами превышает ток эмиссии чистого графита примерно на два порядка ( ма/см при Т 1400°С). Кроме того, достигнута сушественно большая устойчивость материала к окислению, что дает возможность использовать такой катод и в окислительной среде. Предмет изобретения Материал для термоэлектронных катодов на основе графита, отличаюшийся тем, что, с целью повышения его эмиссионной способности и стойкости к окислению, он содержит при3садку двойных боратов с общей формулой Ьп2Мез (ВОз), где Ln - редкоземельный ме4талл, Me - щелочноземельный металл, в количестве 1-20 вес. %.

CAf

208fffO

т-тп

T--l2Ui C

800Va,l