Способ изготовления пористого термоката на основе вольфрама Советский патент 1978 года по МПК B22F3/11 

1

Изобретение относится к области порошковой металлургии, в частности к получению пористых катодов для электронных приборов прессованием и спеканием.

Известен способ изготовления электрода эмиттерного типа из сплавов на основе вольфрама, который предусматривает смешивание компонентов в заданном соотношении, прессование и последуюш;ее спекание заготовки в водороде вначале при 800°С в течение 1,5 ч для удаления связки, а затем при 1550- 1600°С в течение одного часа 1.

Известный способ не обеспечивает максимально возможного уровня эмиссионных свойств катода вследствие недостаточной равномерности распределения легирующих элементов по сечению и снижения уровня шума катода.

Наиболее близким по технической суш,ности и достигаемому эффекту является способ, заключаюш,ийся в том, что готовят смесь солей бария, кальция и циркония с порошком вольфрама, прессуют ее при давлении 1,6 т/см и спекают в водороде при 1300°С в течение 30 мин 2.

Недостатком способа является нестабильность эмиссионных свойств катода вследствие неоднородности его химического состава и пористости и высокий уровень шума катода.

С целью повышения однородности эмиссии

и снижения уровня шума катода предложен способ, который отличается от известного тем, что заготовку после спекания измельчают, прессуют и повторно спекают при температуре 1780-1820°С в течение 1-5 мин, а затем отжигают в вакууме (1-5)-10 мм рт. ст. при 1280-1300°С. Для повышения стабильности эмиссии после отжига на рабоч ю поверхность катода наносят пленку осмия толщиной

0,5-0,8 мк.

Сущность предложенного способа заключается в следующем.

Смесь порошков, состоящую из 10% алюмината бария-кальция и 90% вольфрама круистью менее 40 мк перемешивают в мельнице в

течение 5 часов, прессуют при давлении

1,5 т/ см и спекают при температуре 1650-

1700°С.

Затем спеченную заготовку вновь измельчают до крупности менее 40 мк, запрессовывают в керн катода при давлении 8-15 т/см и спекают при 1800°С в течение 1 мин. При повторном спекании происходит равномерное смачивание зерен вольфрама расплавом алюмината, а также формирование необходимой пористости за счет разложения присутствующих соединений бария и кальция с образованием материала требуемого состава. После спекания катод отжигают в вакууме 5 10

мм рт. ст. при 1300°С в течение одного часа

для гомогенизации н стабилизации состава катода.

На рабочую поверхность катода после отжига напыляют пленку осмия толщиной 0,5- 0,8 мк для снижения работы выхода электронов и повышения стабильности эмиссии при изменении температуры катода.

Термокатоды, полученные предложенным способом, могут быть использованы в производстве электронных приборов, к которым предъявляются повышенные требования к шумовым параметрам, а также при получении катодов со сложной формой эмиттируюш,ей поверхности, например сферической, так как они обеспечивают стабильную воспроизводимость эмиссионной однородности эмиттирующей поверхности. Формула изобретения 1. Способ изготовления пористого термокатода на основе вольфрама, включающий смешивание исходных компонентов, прессование и спекание заготовки в атмосфере водорода, отличающийся тем, что, с целью повышения однородности эмиссии и снижения уровня шума катода, заготовку после спекания измельчают, прессуют и повторно спекают при 1780-1820°С в течение 1-5 мин., а затем отжигают в вакууме (1-5) 10- мм рт. ст. при 1280-1300°С.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что, с целью повыщения стабильности эмиссии, после отжига на рабочую поверхность катода наносят пленку осмия толщиной 0,5- 0,8 мк.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 20 1. Патент США № 3745000, кл. 75-208R, 1973. 2. Патент США № 3275435, кл. 75-201, 1966.