CS202737B1 - Zásobník k řízenému dávkování alkalických kovů ďo vakua - Google Patents

Description

Vynález se týká zásobníku k řízenému dávkování alkalických kovů ďo vakua určený zejména ke zhotovení fotokatod.

Jako zásobníků alkalických kovů pro potřeby vakuové techniky používá ae nejčastěji kovových trubiček plněných směsí látek, které při ohřevu chemicky reagují za vzniku elementárních alkálií. Výjimečně se používá ampulí plněných přímo těmito alkáliemi, které jsou pak uvolňovány po otevření ampulí ve vakuu. Značné obtíže působí dávkování alkálií, jehož řízení je jedním z klíčových parametrů při technologii fotokatod pro náročné a drahé typy speciálních vakuových elektronek. Emise alkálií z reaktivních kovových zásobníků závisí na množství obtížně reproďukovatelných vlivů, mezi něž náleží přesná složení, zrnitost, stáří a znečištění reaktivní náplně, kvalita elektrických kontaktů pro ohřev průchodem proudu, případně geometrie umístění zásobníku při vysokofrekvenčním ohřevu, způsob zapouzdření a další. U těchto zásobníků často dochází až k éxploaivnímu průběhu emise, jindy je emise vůbec nedostatečná, avšak je prakticky vyloučeno uvolnit Žádané množství s přesností např. + 10 %. THavio vedle alkálií dochází často i k emisi dalěíoh příměsí a nečistot s možností ničivých účinků na vlastnosti fotokatod, přičemž přítomnost alkálií v celém prostoru po jejich uvolnění je často nežádoucí. K lepšímu dávkování, případně směrování toku par alkálií používá se někdy jejich transportu do elektronek čerpacími trubicemi po předchozím uvolnění alkálií v pomocných prostorech, a to

202 737

202 737 buá prouděním par nebo pomocí speciálních výsuvných vypařovadel. I při těchto metodách jsou odchylky dávkování takové, že výtěžnost požadovaných výsledků, ponejvíce z tohoto důvodu nepřesahuje zpravidla několik desítek procent a u výsledků špičkové kvality je výtěžnost pouze několik procent. Reprodukovatelnost procesu je poměrně malá a závisí především na zkušenosti a vyspělosti pracovníka, takže u méně kvalifikovaných sil ve výrobě a zejména též při automatizaci procesu doohází k větším výmětům.

Uvedené nedostatky odstraňuje zásobník podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že je tvořen ampulí vyústěnou ve vakuu kapilárou, přičemž ampule i kapilára jsou opatřeny elektrickým topným elementem a kapilára je nejméně v jednom místě v kontaktu s kovovým předmětem; jehož teplota je nižší než teplota tání příslušného alkalického kovu.

Vyšší účinek vynálezu se projevuje především v docílení dobré ovladatelnosti a definovanosti dávkování, dále v čistotě alkálií a směrování jejich emise a v možnosti opakovaného použití téhož zásobníku, s cílem zvýšení reprodukovatelnost! výsledků a umožnění automatického ovládání technologického procesu.

Na přiloženém výkresu je schematicky znázorněn zásobník podle vynálezu tvořený ampulí 1_ z křemenného skla, vytaženou v kapiláru 2. Topný element 3 je realizován molybdenovým drátem ovinutým kolem zásobníku a vedeným vnitřkem kapiláry £ a průtavem v ampuli 1_. Chladící kontakt kapiláry 2 je tvořen kovovým předmětem 4, který je upraven do tvaru háčku, v němž je kapilára 2 pružným přítlakem uložena.

Zásobník podle vynálezu je umístěn ve vakuu, přičemž ampule 1_ tvoří kontejner se zásobou příslušné elementární alkálie a regulačním a dávkovacím prvkem je kapilára 2, kterou lze současně využít k převedení zdroje par kovu na žádané místo a s daným směrovým vyústěním. Žádané funkce zásobníku je dosaženo regulovaným ohřevem zásobníku jako osiku a lokálním chlazením kapiláry 2. Volba materiálu zásobníku je přitom v podstatě libovolná při respektování hledisek vakuové čistoty a slučitelnosti s elementárními alkáliemi při teplotách do několika set stupňů. Prakticky příhodnými materiály jsou křemenné sklo, případně tvrdá skla s přiměřeně vysokým bodem měknutí nebo vybrané kovové materiály jako nikl, chromnikl a železné slitiny. Regulovaný ohřev zásobníku dociluje se nejlépe jouleovým teplem, přičemž u dielektriokých materiálů je topný element £ s výhodou realizován kovovou spirálou upravenou zevně po oelé délce zásobníku, v části kapiláry 2 může být topný drát veden současně nebo alternativně jejím vnitřkem. Kovové kapiláry 2, libovolného průřezu, jsou s výhodou zahřívány ztrátovým-teplem při přímém průchodu elektrického proudu. Lokální ohlazení kapiláry 2 dociluje se kontaktem s chladným kovovým předmětem £, např. zvenčí ohlazeným kolíkem s průtavem do vakua.

Funkce zásobníku je tato:

ohřevem celého zásobníku na definovanou teplotu několika set °C vytvoří se uvnitř odpovídající tlak par, např. řádu desítek torr. Páry jsou žhavou kapilárou vytlačovány do vakua s dobře definovanou rychlostí, určenou tlakem, teplotou kapiláry, její délkou a průřezem a chemickým složením par. Při lokálním ochlazení kapiláry pod bod tání kov v místě ochlazení zkondensuje a ztuhne, čímž vytvoří uzávěr blokující další průtok‘par. Vzhledem i

202 737 k malé tepelné kapacitě kapiláry je tato reakce poměrně velmi rychlá. Ampule může být přitom trvale udržována na stanovené provozní teplotě, případně s termoregulací. Po napuštění aparatury, s výhodou suchým dusíkem vytvoří se v kapiláře dlouhý sloupec ochranného plynu, umožňující provést další manipulaci bez nebezpečí znehodnocení obsahu zásobníku vzduchem.

Claims (5)

1. Zásobník k řízenému dávkování alkalických kovů do vakua, vyznačený tím, že je tvořen ampulí (1) vyústěnou ve vakuu kapilárou (2), přičemž ampule (1) i kapilára (2) jsou opatřeny elektrickým topným elementem (3) a kapilára (2) se nejméně v jednom místě dotýká kovového předmětu (4), jehož teplota je nižší než teplota tání příslušného alkalického kovu.

2. Zásobník podle bodu 1, vyznačený tím, že ampule (1) s kapilárou (2) je vytvořena z taveného křemene.

3. Zásobník podle bodu 1 nebo 2, vyznačený tím, že topný element (3) je proveden jako odporová spirála upravená těsně kolem ampule (1) a kapiláry (2).

4. Zásobník podle bodu 1 nebo 2 nebo 3, vyznačený tím, že součástí topného elementu (3) je tenký drát procházející kapilárou (2).

5. Zásobník podle bodu 1, vyznačený tím, že kapilára (1) je provedena z kovu a je opatřena elektrickými kontakty k ohřevu ztrátovým teplem procházejícího elektrického proudu.