Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ВТОРИЧНО-ЭМИССИОННОГО КАТОДА
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ВТОРИЧНО-ЭМИССИОННОГО КАТОДА

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ВТОРИЧНО-ЭМИССИОННОГО КАТОДА

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Использование: область электронной техники при производстве приборов СВЧ-типа средней мощности. Сущность изобретения: на поверхности металлосплавного эмиттера Pd-Ba создают слой толщиной 2-3 мкм путем ионно-плазменного напыления пленочной композиции, содержащей палладий и 20-22 мас.% оксида магния и последующего высокотемпературного прогрева при давлении остаточных газов не выше 10-4 Па. 1 табл.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2069915
Класс(ы) патента: H01J1/32
Номер заявки: 4897050/07
Дата подачи заявки: 29.12.1990
Дата публикации: 27.11.1996
Заявитель(и): Научно-исследовательский институт материалов электронной техники
Автор(ы): Коржавый А.П.; Звонецкий В.И.; Мирзоева С.Д.; Шишков А.В.; Александрова Г.Н.
Патентообладатель(и): Научно-исследовательский институт материалов электронной техники
Описание изобретения: Изобретение относится к электронной технике и может быть использовано для изготовления катодов приборов магнетронного типа, в которых существенное значение имеет высокое значение коэффициента вторичной электронной эмиссии (КВЭЭ) в области низких энергий первичных электронов (до 300 эВ).
Целью настоящего изобретения является повышение КВЭЭ в области низких энергий первичных электронов катодов типа металл-оксиды ЩЗМ.
Для достижения поставленной цели предлагается на поверхности металлосплавного эмиттера Pd-Ba создать эмиссионно-активный слой толщиной 2-3 мкм путем ионно-плазменного напыления пленкой композиций, содержащей палладий и 20-22 мас. оксида магния.
Высокие эмиссионные свойства такой системы могут быть достигнуты после прогрева при температуре 900-1000oС в течение 1-2 ч. Именно такой интервал температур и времени активирования позволяет достичь цели изобретения - повышения коэффициента вторичной электронной эмиссии в области энергий Ер-250 эВ до 5,6-6,0. Для сравнения: активированный по оптимальному режиму материал прототипа (температуры активирования 850oС-1100oС, время прогрева 0,5-4,0 ч) КВЭЭ250 2,5-3,0.
Высокотемпературный прогрев эмиттера, изготовленного заявляемым способом следует проводить в вакуумной камере при давлении не более 10-4 Па, т.к. при большем давлении остаточные газы оказывают существенное влияние на эмиссионный и фазовый состав поверхности эмиттера, а именно составом поверхностного слоя, в значительной мере, определяются эмиссионные параметры в области низких энергий первичных электронов.
При активировании эмиттера в диапазоне температур 900-1000oС в течение 1-2 ч при давлении остаточных газов не более 10-4 Па происходит диффузии бария из металлосплавного катода в напыленный слой, рекристаллизация и структурные изменения в напыленном слое.
В результате высокотемпературного прогрева на поверхности катода образуется эмиссионно-активный слой со сложной системой (MgO-Ba), обеспечивающий высокие вторично-эмиссионные свойства в области низких энергий первичных электронов. Прогрев рабочей поверхности катода при температурах более низких, чем 900oС и в течение времени меньше 1 ч не приводит к достижению цели изобретения (повышение КВЭЭ в низкоэнергетической области) из-за недостаточного насыщения поверхностного слоя барием (низкие скорости диффузии).
При температурах выше 1000oС наблюдается снижение КВЭЭ за счет увеличения скорости диссоциации оксидов и испарения ее продуктов.
Напыление пленочной композиции с содержанием оксида магния 20-22 мас. обеспечивает высокие эмиссионные свойства катода в широком интервале температур. Эмиттеры с более низким процентным содержанием оксида магния имеют недостаточно высокий коэффициент вторичной электронной эмиссии. Введение больше 22 мас. оксида магния в пленку приводит к подзарядке поверхности катода при электронной бомбардировке и невозможности использования такого эмиттера в приборе.
Толщина эмиссионного слоя 2-3 мкм обеспечивает устойчивую работу катода при длительной электронной бомбардировке. При толщине слоя меньше 2 мкм, невозможно обеспечить стабильные эмиссионные свойства катода в процессе работы прибора. Увеличение толщины пленки свыше 3 мкм ведет к росту в ней внутренних напряжений, что приводит в процессе работы к растрескиванию пленки и к ухудшению ее адгезии. Подложку для напыления эмиссионного слоя изготавливают путем диффузионной сварки сплава Р Ва (заготовки в виде ленты толщиной 0,5 мм) с молибденовым керном. Использование такой подложки позволяет экономить драгметалл и в то же время получать эмиттеры с высокими эмиссионными свойствами при низких энергиях первичных электронов.
В предлагаемом способе изготовления вторично-эмиссионного катода, более высокие, по сравнению с прототипом, эмиссионные параметры КВЭЭ250 - 5,6-6,0, (прототип: КВЭЭ250 2,5-3,0) достигаются за счет ионно-плазменного напыления слоя палладия, содержащего 20-22 мас. оксида магния на поверхность сплава Рd-Ва и прогревом в вакууме при давлении не выше 10-4 Па. Авторы считают, что предлагаемый способ удовлетворяет требованиям критерия "существенные отличия".
Пример конкретного использования.
Исходными материалами при изготовлении катода являются сплав Pd-Ba в виде ленты толщиной 0,5 мм и молибденовые пластины толщиной 1,5 мм. Сплав Pb-Ba приваривают к молибденовым кернам методом диффузионной сварки в вакууме по следующему режиму:
давление 1,2 кг/мм2
температура 1000oC
время 0,5 ч
Затем поверхность сплава Pd-Ba шлифуется, полируется и обезжиривается. После этого на рабочую поверхность методом ионно-плазменного напыления наносится слой, содержащий палладий и 21 мас. оксида магния толщиной 2,5 мкм по режиму:
температура подложки 200oC
напряжение мишени 2,5 кВ
давление аргона 1·10-3 мм рт.ст.
время 3 ч
затем катод прогревается при температуре 1000oС в течение 1 часа в вакуумной камере при давлении остаточных газов не более 10-4 Па. Аналогичным образом изготавливаются катоды на граничные и выходящие за граничные значения формулы изобретения.
Эмиссионные параметры катодов, измеренные в экспериментальных ЭВП, приведены в таблице.
Образцы эмиттеров, изготовленные по предложенному способу, позволяют увеличить КВЭЭ в области низких энергий первичных электронов более, чем в 2 раза по сравнению с известными материалами. Применение предложенного способа в производстве вторично-эмиссионных катодов позволит создать новые и улучшить технические параметры известных ЭВП, а также получать покрытия, не подверженные растрескиванию и отслоению в процессе длительной работы.
Формула изобретения: Способ изготовления вторично-эмиссионного катода, содержащий ионно-плазменное напыление на эмиттер слоя на основе палладия толщиной 2 3 мкм и нагрев при 900 1000oC в течение 1 2 ч, отличающийся тем, что, с целью повышения коэффициента вторичной электронной эмиссии в области низких энергий первичных электронов, в качестве эмиттеров используют сплав палладий-барий, который диффузионной сваркой закрепляют на молибденовом корне, в качестве сплава на основе палладия используют сплав, содержащий 20 22 мас. оксида магния, а прогрев ведут при давлении не выше 10-4 Па.