ИМПРЕГНИРОВАННЫЙ КАТОД

-4
2
3
Полезная модель относится к области электровакуумных приборов, в частности к способу изготовления импрегнированных катодов. Стабильная работа прибора на протяжении всего срока службы в 6000 часов обеспечивается способом изготовления импрегнированных катодов и заключается в том, что импрегнированные втулки изготавливаются из порошка W с его предварительным вакуумированием при температуре 400°С и давлении 5∙10Па перед прессованием, а пропитка вольфрамовых матриц проводится алюминатом 3ВаО⋅AlO⋅СаО в водородной печи при температуре пропитки 1800°С в течении 3 минут.
4
Известен импрегнированный катод, изготавливаемый по способу заключающемуся в том, что порошок W замешивают на рениевой кислоте (HReO) до пастообразного состояния, укладывают эту пасту на керн катода из Mo, W или их сплавов с Re с очищенной и разрыхленной поверхностью и спекают при температуре 1800±50°С в атмосфере водорода в течение 3-5 минут, после чего пропитывают термоэмиссионно-активным веществом и зачищают безводной шлифовкой. (Патент RU 2278438, С1, МПК H01J 19/02 (2006/01), опубликовано 20.06.2006).
Недостатками способа являются: малая работа выхода катода не более 2 эВ, а также технологическая сложность изготовления.
2
3
2
3
Наиболее близким к предлагаемому устройству является катод, изготавливаемый по способу заключающемуся в том, что порошки W и Мо смешивают, прессуют и спекают в таблетку, которую потом обрабатывают. Далее делают смесь из BaO, AlO, CaO, Mo, Ir, Os, Ru, Re и нагревают ее до 1100°С в течение времени, необходимого для образования интероксидного соединения ВаО, AlO, СаО, Мо. Затем алюминат щелочноземельного металла и интероксидное соединение смешивают и пропитывают таблетку.
2
Такой катод может обеспечить плотность тока эмиссии до 15 А/см. (Patent US 19810316247; 19811029)
Основными недостатками способа являются: необходимость применения Мо, Ir, Os, Ru, Re, а также большая длительность процесса.
Задачей полезной модели является создание, импрегнированного катода с высокостабильными эмиссионными характеристиками, обеспечивающего стабильную работу прибора на протяжении всего срока службы в 6000 часов.
Техническим результатом является повышение долговечности работы прибора до 6000 часов.
-4
2
3
Поставленная задача решается тем, что импрегнированные втулки выполнены из порошка W с его предварительным вакуумированием при температуре 400°С и давлении 5∙10 Па перед прессованием, а вольфрамовые матрицы пропитаны алюминатом 3ВаО⋅AlO⋅СаО в водородной печи при температуре пропитки 1800°С в течении 3 минут.
Полезная модель поясняется чертежом: фиг. - конструкция импрегнированного катода.
Описание конструкции
Импрегнированный катод (фиг.) состоит из пяти импрегнированных втулок 3 цилиндрической формы, припаянных к керну 1, выполненному из тугоплавкого материала, например молибдена, с установленными на нем экранами 2 выполненными из тугоплавкого материала, например тантала, для фокусировки электронного потока. Внутри керна 1 расположен подогреватель 4 для увеличения скорости диффузии активного вещества Ва из внутреннего объема на поверхностный слой импрегнированных втулок 3, подогреватель выполнен из тугоплавкого материала, например вольфрама.
С целью повышения долговечности до 6000 часов втулки импрегнированных катодов изготовлены из порошка вольфрама ВЧДК фракции «А» с его предварительным вакуумированием перед прессованием.
-4
Вакуумирование порошка проводят при температуре 400°С и давлении 5∙10 Па. Предварительное вакуумирование шихты позволяет обеспечить упорядоченный размер пор порядка 25 мкм и равномерное распределение пор по объему, что обеспечивает стабильную работу прибора на протяжении всего срока службы в 6000 часов.
2
3
Пропитку полученных вольфрамовых матриц проводят алюминатом 3ВаО⋅AlO⋅СаО в водородной печи при температуре пропитки 1800°С в течении 3 минут.
Импрегнированный катод работает следующим образом.
На керн катода 1 устанавливают поочередно экраны 2 и пять импрегнированных втулок 3 цилиндрической формы. Экраны закрепляют лазерной сваркой, а втулки пайкой. Во внутреннюю полость керна катода 1 устанавливают подогреватель 4 и закрепляют лазерной сваркой. Импрегнированный катод устанавливают соосно с замедляющей системой прибора М-типа с помощью изолятора и закрепляют при помощи сварки.
2
3
При работе импрегнированного катода при температуре 700°С в его объеме происходит взаимодействие вольфрама с пропитывающим эмиссионным веществом ВаО СаО AlO с образованием свободного Ва, который поступает на поверхность. Снижение эмиссии происходит при прекращении поступления Ва на поверхность катода и обогащении ее О, для предотвращения снижения эмиссии внутри керна установлен подогреватель для увеличения скорости диффузии активного вещества Ва из внутреннего объема на поверхностный слой импрегнированных втулок.