катод для гиро- и релятивистских свч-приборов
Классы МПК: | H01J1/20 катоды косвенного накала; катоды, накаливаемые с помощью бомбардировки электронами или ионами H01J23/04 катоды |
Автор(ы): | Смирнов В.А., Ильин В.Н., Зайцев Н.И., Мясников В.Е., Потапов Ю.А., Судаков Ю.С. |
Патентообладатель(и): | Государственное научно-производственное предприятие "Торий" |
Приоритеты: |
подача заявки:
1996-02-19 публикация патента:
10.01.1998 |
Назначение: электронная техника. Изобретение направлено на повышение эмиссионной однородности катода с конической рабочей поверхностью. Сущность изобретения: в катоде для гиро- и релятивистских СВЧ приборов с конической рабочей поверхностью, на которой в кольцевом пазу расположен металлопористый эмиттер, последний имеет профиль сечения в виде трапеции, причем большее основание трапеции L является образующей эмиттирующей поверхности, угол при этом основании находится в пределах 80 30, а высота трапеции H составляет 0,01 H 0,1 от величины L. 1 ил., 1 табл.
Рисунок 1, Рисунок 2
Формула изобретения
Катод для гиро- и релятивистских СВЧ-приборов с конической рабочей поверхностью, на которой в кольцевом пазу расположен металлопористый эмиттер, отличающийся тем, что эмиттер имеет профиль сечения в виде трапеции, причем большее основание трапеции L является образующей эмиттирующей поверхности, угол при этом основании находится в пределах 80 30, а высота трапеции H составляет 0,01 H 0,1 величины L.Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к электронной технике, в частности к конструкции металлопористых катодов для электровакуумных приборов. Известны термоэлектронные катоды с рабочей поверхностью в виде конуса, у которого вершина является эмиттером, а боковая поверхность покрыта веществом с высоким значением работы выхода [1] По имеющимся данным с таких катодов можно получить мощные электронные пучки с малым разбросом электронов по скоростям при высокой электронной яркости и равномерном распределении электронов по сечению пучка. Недостатком такой конструкции катода является малый размер эмиттирующей поверхности по отношению к площади боковой поверхности конуса. Известны также катоды, у которых на рабочей поверхности керна имеется полость или паз для размещения эмиссионного вещества [2] Эти катоды могут быть выполнены практически любой формы и иметь значительные размеры эмиттирующей поверхности. В случае использования металлопористых эмиттеров недостатком таких катодов является эмиссионная неоднородность по поверхности эмиттера, которая связана с возникающими термомеханическими напряжениями из-за различной пористости вольфрамовой губки по ширине полости (паза) и перепадом температуры по толщине губки. Для повышения эмиссионной однородности катода с конической рабочей поверхностью, на которой в кольцевом пазу расположен металлоприемный эмиттер, предлагается профиль сечения эмиттера в виде трапеции, у которой большее основание L является образующей эмиттирующей поверхностью, угол при основании лежит в пределах 80 30, а высота трапеции H составляет 0,01 H 0,1 от величины L. На чертеже изображен предлагаемый катод. Катод состоит из керна 1, выполненного из тугоплавкового металла, например молибдена, и металлопористого эмиттера 2, расположенного в кольцевом пазу. Эмиттер конструктивно представляет собой вольфрамовую губку, которая пропитана эмиссионным веществом. В сечении эмиттер образует трапецию высотой H, большим основанием L и углом при нем. Основание L является образующей эмиттирующей поверхности. По данным проведенных исследований в месте соединения пористой вольфрамовой губки с молибденовым керном у стенок кольцевого паза при угле a > 80o происходит значительное нарушение структуры губки из-за возникающих термомеханических напряжений. По этой причине плотность губки уменьшается, возможны случаи образования раковин и щелей между губкой и стенкой паза. Эти дефекты резко снижают эмиссионную однородность катода. При значении угла a < 30o толщина губки на стыке с основанием катода оказывается слишком малой (менее 100 мкм) на значительной ширине (около 200 мкм) кольцевого эмиттера, что приводит к быстрому выпариванию алюмината и нестабильной работе катода на сроке службы, так как площадь деградации эмиттера составляет значительную величину (в некоторых случаях 10 и более). Оптимальным является угол a 45-60o, что соответствует максимальной однородности губки по плотности. Толщина вольфрамовой губки H (высота трапеции) меньше 0,01L недопустима из-за быстрого выпаривания алюмината и сокращения срока службы катода. Использовать губку толщиной более 0,1L нецелесообразно, так как увеличивается перепад температур по толщине губки и, как следствие, возрастает неоднородность эмиссии по катоду. Оптимальная толщина губки (0,05-0,1)L. Результаты исследований приведены в таблице. Были изготовлены катоды с молибденовым керном 1 конической формы, на рабочей поверхности которого в кольцевом пазу расположен металлопористый эмиттер 2 с средним диаметром 20-90 мм. Ширина эмиттера составляла 2-6 мм, толщина вольфрамовой губки (глубина паза) 0,4-0,5 мм. Сечение эмиттера имело вид равнобокой трапеции с углом a у основания 60o. Видимых щелей между вольфрамовой губкой и стенкой канавки, а также раковин в губке не обнаружено. Такие катоды имеют суммарную эмиссионную неоднородность по работе выхода (v) в пределах 0,02 эВ (или 10 по току эмиссии) при рабочей температуре 1000-1050oC ярк. Катоды стабильно работают в реальных гироприборах более 1000 ч.Класс H01J1/20 катоды косвенного накала; катоды, накаливаемые с помощью бомбардировки электронами или ионами
штыревой катод сварочной электронной пушки - патент 2457570 (27.07.2012) | |
катодно-подогревательный узел - патент 2446503 (27.03.2012) | |
устройство для получения электрической энергии - патент 2241279 (27.11.2004) | |
легкоплавкое стекло для черного ситаллоцемента - патент 2196745 (20.01.2003) | |
распределительный катод для электронного прожектора - патент 2060569 (20.05.1996) | |
катодно-модуляторный узел для электронно-лучевых приборов - патент 2055410 (27.02.1996) | |
катодно-модуляторный узел (варианты) - патент 2039390 (09.07.1995) | |
диспенсерный катод - патент 2034351 (30.04.1995) | |
катодный узел свч-прибора - патент 2010373 (30.03.1994) | |
катод косвенного накала - патент 2010372 (30.03.1994) |