Способ изготовления оксидного катода Советский патент 1976 года по МПК H01J9/04 

1

Изобретение относится к области электронной техники, в частности, технологии изготовления оксидных катодов с кернами из тугоплавких металлов, применяемых в электровакуумных приборах.

Известен способ изготовления оксидного катода, по которому на молибденовый керн наносят тугоплавкий порошок, например, W толщиной 5-10 мкм и припекают к керну при температуре 1700°С. Затем одним из существующих способов наносят эмиссионное вещество 1. Недостатком этого способа является с.лабая адгезия эмиссионного покрытия с керном при работе прибора, приводящая к растрескиванию и отслаиванию эмиссионного покрытия и, как следствие, появлению коротких за.мыканий и токов утечек между сеткой и катодом.

Известен также способ изготовления оксидного катода, включающий нанесение и спекание двух слоев тугоплавкого металлического порощка на керне из тугоплавкого металла, например вольфрама, и заполнение образовавшейся губки эмиссионным материалом /2/. Этот способ позволяет получить необходимую толщину пористого материала, но не обеспечивает высокую адгезию эмиссионного вещества с керном катода, так как спекание обоих слоев при одинаковой температуре приводит к получению общей монолитной губки, обладающей хорощей адгезией с керном, по не эмиссионным покрытием.

Цель изобретения состоит в улучшении адгезии эмиссионного покрытия с керном из тугоплавкого металла.

ПоставлеННая цель достигается тем, что второй слой металлического порощ-ка спекают при температуре на 400-700°С ниже температуры снекания первого слоя.

Первый слой припекают в атмосфе:ре сухого водорода при температуре 1700°С, которая обеспечивает хорошую адгезию с керном. Второй слой припекают в вакууме при темпсратуре 1000-1300°С.

Температура припекания второго слоя выбрана из условия, чтобы степень его спекания позволила получить подвижный пористый слой с малой усадкой порошка, а наличие пор

увеличило бы глубину проникновения эмиссионного вещества в поры второго слоя, в результате чего, с одной стороны, второй слой хорощо спекается с первым, с другой стороны, улучшается его адгезия с эмнссионным веществом. Спекание второго слоя при более низкой температуре нарушает его адгезню с первым слоем, спекание при более высокой те.мнературе приводпт к уменьшению его пористости и ухудшению адгезии с эмиссионным покрытием.

Во время температурных нагрузок па катод второй слон, обладая определенной подвиж-ностыо, нграет роль демпфирующей проелойки п служит как бы компенсатором, синжающнм панряженне внутрн эмнссионного покрытия, что позволяет смягчить 15лняпие разницы в коэффициентах линейного расширения эмнсснонного покрытия и керна катода из W, Мо, Re-материалов, коэффициенты термического расширения (КТР) которых существенно отличаются от коэффициента термического расширения оксидного покрытия.

Слабая степеиь сцепления второго слоя с нервым нозволяет второму слою быть подвижным при деформациях керна и оксидного покрытия, имеЕонцтх место вследствие значительной разницы КТР материала керна и оксида, и предупреждать растрескивание и отслаивание оксндного покрытия.

Результатом применения такого способа изготовлеиия катода является хорошая адгезия эмнссиоиного покрытия с керном «атода, отсутствие отслаивания и растрескивания.

Толщина каждого слоя составляет 5- 10 мкм.

Пример. На внешнюю поверхность молибденового 1солначка методом пульверизации наносят первый слой вольфрамового порошка толщиной 5-10 мкм и припекают в атмосфере сухого водорода при температуре 1700°С в течение 10 мин, затем наносят второй слой вольфрамового порошка толщиной 5-10 мкм и припекают в вакууме при температуре 1000-1300°С в течение 15 мин.

Затем на второй слой вольфрамового порошка пульверизацией наносят эмиссионное вещество. После чего монтируется нрибор.

Катод, изготовленный по предлагаемому способу, обследован в приборах СВЧ-диапазо на с малым временем готовности. Обследование показало, что растрескивание и отслаивание эмиссионного покрытия ликвидировано, а токи утечки и короткие замыкания в промежутке сетка-катод зпачительно снижены по сравнению с катодами текущего производства, изготовленными по известному способу. Стабильность других параметров, в частности тока эмиссии катода, также улучщена.

Формула изобретения

Способ изготовления оксидного катода, включающий нанесение и спекание двух слоеп тугоплавкого металлического порошка на корне из тугоплавкого металла, например вольфрама, и заполнение образовавшейся губки эмиссионным материалом, о т л и ч а ю щ и йся тем, что, с целью улучшения адгезии эмиссионного материала с керном, второй слой металл11ческого порошка спекают при температуре 400-700 С ниже температуры спекания первого слоя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1.Патент США, Л 3400294, кл. 313-340 от 3. 09. 68.

2.Патент Англии, До 827150, кл. 39 (I) от 3. 09. 58.