К.В. Фролов - Технологии, оборудование и системы (1062200), страница 195
Текст из файла (страница 195)
Фотоэлекгронной эмиссией называется непускание поверхностью электронов под действием падающего на нее электромагнитного излучения. Фотоэлектронные юподы разных типов широко используется в различных оптоэлектронных преобразователях. 7(арахтеристики термокатодов, наиболее широко используемых в злещронной технике, приведены в табл.
7.1.4. Зги катоды за исюлочением чисто металлических яюгяются активируемыми и работают в состоянии динамического равновесия с окружающей средой, т.е. во время работы на поверхности катодов постоянно поддерживается примерно моношомная пленка активатора. Типичные зависимости плотности тока эмиссии от температуры цзя различных катодов показаны на рис. 7.1.13. Оксидные, металлопористые и гехсаборидные катоды, как правило, входат в состав катодных узлов косвенного накала. В таких узлах нагрев осуществляется специальным подогревателем. Мешллические и торированные катоды обычно изготоюшют прямонакальными, т.е.
разогрев катода осущеспвшется пропусканием тока через тело катода. Типичные конструкции термокатодов показаны на рис. 7.1.14. Принципиальные схемы различных вариантов окоидных катодов представлены на рис. 7.1.15. 620 Глава 7.1. ИЗГОТОВЛЕНИЕ ДЕТАЛЕЙ ЭЕГЕКТРОВАКУУМНЫХ ПРИБОРОВ 7.1лй Оеыовваге лврватервсгиви терыоиатодов * В числителе - ддв непрерывного рехима, в энаыенателе - ддк импульсного рехиыа. У, Ж.де~ 747 У Мв747 ааа ЫЕ Уесть ~ВОО Юаа 7;7г Рве. 7.1.13. Заввсвмеета алатваетв теемаэввсевв асылыык вмвыыоввык сметем ат темлервт7рм: 1- окаадиый катод; 2- барвеаый ыегыыокерамггческий катод; 3 - Рг Ва 2%; Е - 1г 1а 0 5 %; 5-1а Ве; б- Ве-ТЬ 2%; 7-ТЛОВ В-Ве-Ег 1%; У-%-НГ3%; 1О-тт твхно логия и оворудовднив для производствд китолов а~' 4 г) Р3 ж) Рве.
7.1.14. Тсрюавтеды: е - прямокзнзльный петлевой; б - прямокзняльный спиральный; е - днщпвьрический с косвенным нзкзлом и эктивным змиссионныМ слоем; г - камерный с косвенным неквлом; д - метеялопористый пропитанный косвенного нзквлэ; е - прямонзквчьный с проводящим мзсывным эмиттером; эс - с электронным нггревом; 1 - подогревзтель; 2- подовой; 3- эмиссионный слой; 4- керн; 5- пориствя тутоплзвкзл мзтрнда; б — запас эмиссионного щществв; 7- керамический дернзтсль; 8- токостводы; 9- эмнтьчры Рнс. 7.1.15. Схемы кетедев с екывыьиг векувннсм: с - трздилионный оксндный; б - молекулярно-нзпывенный оксидный; е - губчатый оксидный; г - слоисто-монолитный квтод; 1- керн; 2- кристаллы оксидов; 3- водопой не верне; 4 -эмвтгнрукыпя повертность; 5- слои метелка 622 Глава 7.1. ИЗГОТОВЛЕНИЕ ДЕТАЛЕЙ ЭЛЕКТРОВАКУУМНЬГХ ПРИБОРОВ 7.1.5.
Харватерпстикп катодов с овсндюг-бариеяым иоврытпем УДЕЛЫВИ МВССВ эмиссвон- ного вещества, нг/амг Плотно ЭНИССИОН НОГО вещества г/снг Толщина энвсснсннжрм, Плотность тока' нри Ресурсе 104 в, А/смз Состав эмнсснсн- ного ПОКРЫПИ Рабсчаа температура, 'С Оснсвине ОблВсгн врннснення, ОссбСННООП$ 750-800 С тонким и плоти ьви покры- тием 4-6 2,2-2,8 20-25 ЯД5-0 15 1-3 Тонкая врубка )Ч1 (3-5 мкм) + карбонат Молеку- лярно- напи- ленный 3-5 750-800 1-2 Карбонат 3,9 25 - 40 2,0 — 2,5 200-300 02-05 1-5 800-850 Губчатый Мощные приборы СВЧ, устойчивосгь к пробоям НикелеВВИ губка, заполненная кар- бонатом 4,2- 4,6 70- 100 Металло- оксид- иый (плазменный) 15 - 20 ЯЗ-077 2-10 780-830 То же, по- вьппенная электричес- кая проч- ность Слоисто- моноЛИПСЬ1й Чередующиеся слои оксидов ЩЗМ и никиш 800-900 Вакуумные приборы с низковольтным сеточным управлением, малая ширина эмиттнрующей поверх- ности 1000 20/20 400- 500 ' В числителе - для непрерывного режима, в знаменателе - для импульсного режима.
На металлическом керне Л выполненном, как правило, из никеля с присадками металла (Мб, Ег, СУ и др.), активно восстанавливающего оксиды щелочно-земельных металлов (ЩЗМ), расположен пористый слой 2 кристаллов тройных (ВВО-БгО-СВО) или двойных (ВаО-БГО) окоидов ЩЗМ. В результате прокалкн в высоком вакууме и взаимодействия с ахтнвнрующими присадками в оксидных кристаллах фор мир устоя избыток ЩЗМ, приводюций их в состояние полупроводника л-типа с одновременным обогащением поверхностей кристаллов барием. Требуемая для работы катода концентрация бария поддерживается вследствие химических реакций оксидов ЩЗМ с материалом керна и присадками в его составе. Ограничения токоотбора обусловлены перегревом плохо проводящего оксидного слоя и ионным переносом при токоотборе.
Основные способы борьбы с этими явлениями следующие: 1) увеличение плотности покрытия; 2) уменьшение характерных расстояний прохождения тока в оксидном покрытии при неизменном или даже увеличенном запасе истинного вещества. Для этого соответственно используюж 1) плазменное, ионно-плазменное и вакуумное нанесение, обеспечивающее плотность похрытия, близкую к теоретически допустимой; 2) разнообразные конструкции губчатых катодов и слоисто- монолитные катоды, Керн губчатых катодов выполняют с уступами, позволяющими запасти кристаллы оксида между ними и обеспечить малые расстошпи от керна к эмиттируюшей поверхности.
В слоисто-монолитном катоде металличеокие слои 5 выполняют аналогичную функцию. Характерисппи различных типов катодов с оксидно-бариевым покрытием приведены в табл. 7.1.5. ТЕХНОЛОГИЯ И ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА КАТОДОВ 623 Рве. 7З.16. Поверыюств в авююаеухваствыд слой мешавеаерветых аемввеааввых затевав: а - поверхность метазаопорвстого катода, часть которой покрыта пленкой Ог, увеличение 1000*; б - Оз пекрытве, ДХХВ; в -пявпеверхнестиый слой (схех), 5009'; 1- поввстый ссмвеиай алой; 2- лорвсззя воаьфвзмоваз губка Формирование оксидов ЩЗМ осушествляется в приборе прогревом первоначально нанесенных на керн катода карбонатов.
Использование кврбонатов обеспечивает сохраняемость хатодов на воыухе в течение длительного времени. В слоисто-монолитном катоде используются молекулярно-нанесенные слои оксидов ЩЗМ. Для нанесения карбонатиых покрытий применяется суспензия на основе органических растворителей изоаммлацегата и диэтилоксалшз и биндера - раствора связуюшего вешества (нитроклетчатки) в этих же раствори- Катоды с тонким и плотным покрытием изготовляют пульверизацией на полуавтомате. На керн предварительно наносят тонкий слой (7 — 10 мкм) никпгя, затем керн отжигают в водороде при температуре 900 С.
При этом образуется тонкая губка с параметром шероховатости Ка = 3 ... 5 мхм, что улучшает сцепление карбонатного покрытия с керном. Молекулярно-напыленные катоды получают напылением эмиссионного вещества на подложку при капщном распылении мишени (оксидного катода) ионами азота или аргона с одновременной карбонизацией покрытия.
Губчатые (сиптерированные) катоды изготовляют посредспюм втирания суспензии карбонатов в никелевую губку (рис. 7.1.15, в). Большая плотность эмиссионного вешества достигается заполнением губки суспензией при пульверизацни. Плазменные оксидные катоды изготовляют с применением дуговой плазменной струи напылением порошка карбонатов на субчатую поверхность керна.
Карбонаты частично (на 40 - 60 %) разлагаются на оксиды. Затем полученную структуру опрессовывают при давлении 1,5.10з Па. Слоисто-монолитные катоды получают шкууьсньм термическим или электроннолучевым нанесением оксидных и металлических пленок. 5 яйся(вчхЗомЧ4"''%",."~В~с'4эд ° -„"*:;ьь)загс 41)фМ'.:;,.а фэд " ...-,„, ".гпфь(''-"дз Йй ~ ~ В катодах с тонким и плотным покрытием и губчатых наносят покрытие в виде суспензии, в которой частицы карбоната находятся в растворе, содержащем жидкую фазу (этиловый спирт), биндер (обычно раствор коллоксилина в изоамилвцетпю) и лластификатор (диэтилоксалат, дибутняфталат).
Биндер и пластификатор необходимы для улержания слоя карбоната на керне во время изготовления катода. Во время термообрабопси катода опи удаляются из покрытия. Суспензия может наноситься намазкой, пульверизацией, электрофорезом. Во время термообработки происходит удаление компонентов суспензии. Неудапенные остатки нарушают работу катода. Катоды, изготовленные плазменной технологией и напылением, не имеют этих недостатков. Схема нанесения покрытия плазмеинодутовой горелкой типична лля операции плазменного напыления. Порошок, предназначенный для локрыпш, находится в бункере. Под действием вибратора порошок попадает через область горения дуги, затем со сверхзвуковой скоростью расплавленные частицы осаждаются на охнвждаемом керне. На качество покрытий цри плазменном методе влияют удельная мощность плазменной струи (около 40 - 50 кВт/смЧ, расход шза и карбонага, размер частиц порошка карбоната и др.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
