Материал для термоэлектронного катода Советский патент 1978 года по МПК H01J1/144 

1

Изобретение относится к области электронной техники и электровакуумной технолгии и предназначено для применения его в зйвктровакуумных приборах, iB том числе в приборах СВЧ-М типа.

В приборах СВЧ-М типа широко применяются оксидноториевые катоды, но эти катодь} имеют высокую рабочую температуРУ ll

Известны катоды на основаокислсзредкоземельных элементов (РЗЭ),, например УоО,Зс|20з другие которьГе удовлетвори тельно работают в области температур 1200-1450 С, При тех же самых успоВИЯХ рабочие температуры катодов на осно ве окислов РЗЭ на ЗОО и более градусов ниже, чем рабочие температуры известного оксидноториевогр катода 2.

Вместе с тем катоды из окиспов РЗЭ по сравнению, например, с обычным оксидны катодом менее эффективны и дтш повышен1ш их .тзрмоэмнссни следует применять более высокую температуру.

Цепью изобретения явгшется повышение термоэлектронной.-вмиссии катода из окислов редкоземепьных элементов.

Достигается это тем, что материал для термоэпектрошюго катода дополнительно сдержит окись четырех-или пятивалентного металла в ЕНДГ твердого раствора с окисыо ред1ювемелышго элемента при следующем соотношении .компонентов, вес %;

икись четырех-ипи пятивалентного металла4-96 Окись редкоземельного металла ОстальнПонижение работы выхода двойной систе мы окислов по . сравнению с исходными простыми окислами можно ож:1дать для та«ких твердых растворов, которые обрааова« ны окислами металлов; с разной валентное- тыо, например окисью трехвалентного мвт;алла типа M20j(где М - J eдкoззмeпы ый металл) окисью- яетырехвалептного мв таляа М (где цирконий, торий, га НИИ и дра), или окисыо трех-ипн чатырь. валентного с окисью пятивалелтного, В этом случае в уале йристалшпескоЯ решет кя могут обраэовыватьо аонорные центры, приводяшие к понижению работы выхода твердых растворов окислов. Образование твердых растворов окиспа металлов низшей валентности с окиспами металлов с более высокой: валентностЫЬ ifpOHCxbAHT в том случае, если ионные радиусы металлов не отпичаются друг от друга более, чем на 2О %. Этому правилу удовлетворяют, например, системы окислов празеодима н торкя, иттрия и гафния, иёрия я тантала т. д. Кроме «того, образование твердого раствсфа имеет моего при опредепе шых процен тах соотношения для конкретных пар окислов В частности для окиспов редкоземельного элемента и окислов четырех-илн пятивалент ного метйцца, уьерегаюе образовбшие. нип- рерыВ}1Ого ряда твердых растворов .наблюааетсн в приведенном выше процентном соот иошении компонентов, Твердьте растворы получают путем стекания в вакууме при температуре 15ОО С в течение нескольких часов спресованных брикетом смеси соответствующих окиспов и применяют в качестве эмиссионно-активного материала в виде мелкодисперсного порошка или таблеток. Катоды иэ этих материалов пр юергвются как обычно, обезгаживанию и активированию заключающемуся в кратковременном нагреве их в вакууме до температуры, некоюго превышаюшей рабочую температуру катодного материала (l20O-140Cf C), В активированном состояние плотность тока эмиссии катода, изготовяенвогЪ из твер растворов на порядок превышает токи эмиссии соответствующего окисла редкоземельн Ц го элемента. Использование предлагаек:ых катодов в эпектрова1 уумной промышле1шостн по сравнению с известными позвспяет достигнуть: больших токов эмиссии при одинаковых рабочих температурах катода; применения более низкой рабочей температуры катода для достижения одинаковых, например с окисью токов эмиссии, что приводит к меньшему потреблению мощности а повышению экономичиости приборов;, увеличение срока службы эпектроннык ламп, вследствие более низкой рабочей тем пературы катода, что в свою очередь приводит к повышеншо надежности всей радиоэлектронной аппаратуры в Целом. Формула изобретения Материал для термоэлектронного катода, содержащий окись редкоземельного металла, отличающийся тем, что, с целью поБьшюния термоэлектронной эмиссии, он дополнительно содержит окись четырех-и ли пятивалентного металла в виде твердого раствора с указанной окисью редгсоземельного элемента при следующем соотношении компоналтов, вес,%.. бквсь четырех-йли пятивапевд го металла4-96 Окись редкоземельного Остальное металла Источники информации, принятые во вни мание при экспертизе; 1.Магнетроны сантиметрового диапазона. Перев, с аиг. под ред. С, А. Зусмановского, М., Сов. Радио, 19S1, с. 118, 2.Кульварская Б. С. и др. Эмиссионные свойства окислов редкоземельных металлов . Радиотехника и электроника, т, 3, выл, 8, 1958. с, 1005.