SU1053184A1 - Испаритель фоточувствительного материала - Google Patents

Abstract

1.ИСПАРИТЕЛЬ ФОТОЧУВСТВИТЕЛЬНОГО МАТЕРИАЛА, содержащий металлический токопровод с нанесенным на него покрытием из испйр емогр фоточувствительного материала и защитной плёнкой, отличающийс  тем, что, с целью повышени  его механической прочности, защитна  пленка выполнена по крайней мере из одного металла, создающего при температурах 250-900 С давление насыщенных паров рт. ст., химически пассивного по от-. нс  1ению к фоточувствительному материалу , ТОЛЩИНОЙ 1100-3000 А. 2. Испаритель по п. 1, о т л и ч а Ю щ и и с   . тем, что защитна  пленка выполнена из алюмини , ти тана, ванади , хрома, кобальта, никел  или из сплавов этих металлов.

Description

Q СИ

оэ

00 4

Нзобретейие относитс  к технологии изготовлени  фотоэлектронных приборов ФЭП и может быть использовано/ например, при изготовлении фотокатодов фотоэлектронных умножителей и диссекторов.

В насто щее врем  при изготовлении фотокатодов используютс  различные конструкции испарителей фотоэмиссионных материалов: чашечные, лодочные, капельные, ленточные, проволочные.

При изготовлении фотокатодов в ультрафиолетовой (УФ) области спектра 200-105  м, обычно используют ленточные или проволочные испарители , согнутЕ-ае в виде кольца,так как они обеспечивают лучшую равномерность распыл емого материала на выходном окне ФЭП. В качестве фотоэмиссионных материалов дл  УФ области спектра 200-105 нм примен ютс  хрупкие механически непрочные Гсшоидные соединени  ь-делоч-ных металлов серебра, меди и некоторых других металлов, например CuS, CsS, KS, NaS, CsBr, KBr, CsCl 1 .

Использование ленточ 1Ых или провблочных испарителей из указанных соединений имеет р д недостатков, основным из которых  вл етс  низка  механическа  прочность испарител  и, следовательно, прибора в целом.В наибольшей степени этот недостаток про вл етс  при обезгаживании приборов, когда при 250-400 С начинаетс  преждевременное испарение галоидного соединени  из испарител  и осаждение его на внутренних, стенках и электродах.- Осажденные слои выкрашиваютс  при динамических нагрузках и ухудшают параметры приборов.

Известен также испаритель фоточувствительного материала , представл ющий собой шарик сурьмы с эащитной пленкой, предохран ющей сурьму от преждевременного испарени  во врем  обезгаживани  прибора. пленкой служит силикат кали  толщиной 1-5 мкм, что позвол ет прогревать прибор до . дл  испарени  сурьмы производ т более сильный нагрев шарика, при этом используема  испар юща с  защитна  пленка не оказывает вредного воздействи  нз сурьму 2 .

Данна  конструкци  испарител  с испар ющейс  защитной пленкой применима лишь дл  узкого круга приборов , когда исходные материалы фотокатода и защитного покрыти  не воздействуют химически, а фотоэмисси  из защитного покрыти  соответствует области чувствительности фотокатода. Кроме того, осаж дение защитного сло  на арматуре и стенках колбы при испарении приводит к снижению механических характеристик ФЭП, так как осажденные слои выкрашиваютс  при испытани х и в процессе эксплуатации приборов.

Цель изобретени  - повышение ме5 ханическхэй прочности прибора.

Указанна  цель достигаетс  тем, что в испарителе, Содержащем металличefc:кий токопровод с нанесенным на него покрытием из испар емого фо10 точувствительного материала и защитной пленкой, последн   выполнена из по крайней мере одного металла, создающего при температурах 250 900°С давление насыщенных паров 5 рт. ст., химически пассивного по отношению к фоточувствительному материалу, толщиной 1100 3000 А.

Защитна  пленка может быть выполQ нена из алюмини j титана, ванади , хрома, кобальта, никел  или сплавов этих металлов.

Испарение фоточувствйтельного материала из испарител  на входное 5 окно производ т через защитную пленку одного из указанных металлов или их сплавов. При этом защитна  пленка практически не испар етс  в течение всего технологического цикла изготовлени  прибора (температура 250-700°С).При обезгаживании прибора пленка з4 1ищает фотоэмиссионный слой от прехсдевременного испарени , а при формировании фотокатода фотоэмиссионный материал, давление паров 5 которого много больше давлени  паров материала пленки, проходит сквозь нее и осаждаетс  на входное окно.

Примен емые металлы должны создаI вать упругость паров 10- рт. 0 ст. при технологических- температурах изготовлени  прибора 250 - , не вступать в химические реакции с фоточувствительным материалом и образовывать сплошную эластичную и меха5 нически прочную пленку, не разрушающуюс  в процессе эксплуатации прибора. Толщина защитной пленки выбираетс  такой, чтобы исключить испарение фоточувствительного материала при обезгаживании и обеспечить механическую прочность испарител  при монтаже и эксплуатации прибора. Толщина защитной пленки должна находитьс  в пределах 1100-3000 А. При толщине защитной

пленки на испарителе менее 1000 1100 А не наблюдаетс .эффекта защиты фотоэмиссионного сло  от преждевремейного испарени  при обезгаживании ФЭП. Пленки толщиной бо0 лее 1100 Л относ тс  ктолс ым. пленкам и по структуре  вл ютс  сплошными. Защитные пленки из металлов толщиной 1100-3000 А обеспечивают подавление диффузии фото5 эмиссионного материала при обезгаживании ФЭП. При формировании фотокатода фотоэмиссионный материал проходит через металлическую защиту и осаждаетс  на фотокатод. Этот эффект можно объ снить следующим. При обезгаживании ФЭП происходит равномерный прогрев от внешнего источника тепла колбы и внутренних электродов. Происходит разогрев и защитной металлической пленки, и фо тоэмйссионного сло .Так как КТР металлической пленки больше КТР фотоэмиссионного сло  (соль или полупроводниковое- соединение), плен ка сохран ет свою сплошность и через нее не происходит испарени  / фоточувствительного материала при температурах обезгаживани . В момен образовани  фотокатода при быстром локальном разогреве испарител  в большей степени происходит разогрев близлежащего к нему фотоэмиссионного сло . При этом на защитной пленке возникают термические напр жени  Общее напр жение в пленке состоит из суммы внутренних термических пэпр жений: терм , Общее напр жение становитс  больше величины 1 о j;. и на пленке по вл ютс  микроскопические трещины, неВИ Димые невооруженным глазом. Через сетку микроскопических трещин происходит испарение молекул и комплек сов молекул фотоэмиссионного матери ла при формировании фотокатода. При толщине металлической пленки более 3000 А напр жение в пленке пр ее разогреве становитс  настоль ко большим, что происходит отслаивание , пленки. Кроме того, эластичность защитной оболочки толщиной более 3000 А ухудшаетс , и при изгибе исп рител  в виток в процессе монтажа защитна  пленка осыпаетс . Оптималь на  толщина защитной пленки составл ет 1500-2000 Я. При такой толщине пленки обеспечиваетс  надежна  защита от преждевременного испарени  и высока  механическа  прочность испарител . Испаритель предлагаемой конструк ции позвол ет изготавливать приборы с повышенной механической прочностью так как во-первых, исключаетс  осыпание оставшегос  после изгс товлени  фотокатода фотоэмиссионного сло  на испарителе за счет наличи  прочной, не испарившейс  защитной пленки, и, во-вторых, исключаетс  отслоение частициспарившегос  материала внутренних стенок колбы и арматуры прибора. Металлическа  пленка толщиной 1100-3000 А  вл етс  оптимальным материалом, позвол ющим реализовать технологичность при получении однородного тонкослойного покрыти , механическую прочность, хорошие ком мутационные свойства с точки зрени  создани  надежного омического контакта, минимальное содержание остаточных газов и высокую коррозионную стойкость. Из числа опробованных металлов предпочтительными  вл ютс  алюминий , титан, ванадий, хром, кобальт, никель или их сплавы при соотноше- НИИ компонентов в области твердых растворов. Из группы предпочтитель .ных металлов исключены серебро и платина. Конструкци  испарител  с защитной металлической пленкой наиболее эффективна дл  испарителей галоидных соединений щелочных металлов, галоидных соединений серебра, меди и р да других. Предлагаема  конструкци  может быть реализован следующим образом. Покрытие фотоэмиссионного материала , например, йодистый цезий (Cs3), наноситс  йа молибденовую проволоку диаметром 100-400 мкм сплошным ровным слоем методом гор чей металлизации проволоки в атмосфере инертного газа. Дл  улучшени  адгезии расплава к металлическому керну поверхность проволоки.подвергаетс  предварительной обработке одним из известных способов: травлением, эрозированием, пескоструйным методом. Проволока с покрытием С SV с Ттомощью специального приспособлени  наматываетс  на рамку с зазором между витками. Нанесение защитного металлического покрыти  осуществл етс  методом термического распылени . Посленанесени  металлической плечки требуемой толщины (оптимальна  толщина защитной пленки 1500-2000 Я) проволока нарезаетс  на отрезки .требуемой дл  единичного испарител  йлины. Отрезок изгибаетс  в виток и коммутируетс  в приборе.методом точечной сварки на предусмотренном, конструкцией прибора рассто нии от входного окна. . Обезгаживание приборов, -например ФЭУ, дл  УФ области спектра с CS3 -испарителем производитс  по тег.тературному режиму от 250 до 400°С в течение 5ч. При формировании фотокатода испарение йодистого цези  происходит при , давление насыщенных паров Cs3 составл ет боле« 10 мм рт.ст., а давление паров металлов защитной пленки составл ет , мм рт. ст.: Дл  алюмини  Дл  усрсвла, титана Дл  ванади , кобальта, Менее 10 никел 

S 1053184- 6

Таким образом, все перечислен-Испаритель 14ожеа быть использоные металлы могут примен тьс  привак дл  улучшени  основных фотоизготовлении ФЭУ с СэЗ-фотокатодом,-электрических характеристик, долгого также любого другого вида ФЭУ, привечности и надежности всех типов Изготовлении которых используетс ФЭП с различными фотокатодатиповой техпроцесс.ни.

Claims (2)

1.ИСПАРИТЕЛЬ ФОТОЧУВСТВЙТЕЛЬНОГО МАТЕРИАЛА, содержащий металлический токопровод с нанесенным на него покрытием из испаряемого фоточувствительного материала и защитной плёнкой, отличающийся тем, что, с целью повышения его механической прочности, защитная пленка выполнена по крайней мере из одного металла, создающего при температурах 250-900С давление насыщенных паров 10“’- 10'*°мм рт. ст., химически пассивного по от-, ношению к фоточувствительному материалу, толщиной 1100-3000 А.

2. Испаритель по π. 1, о т лича Ю щ и й’ с я . тем, что защитная пленка выполнена из алюминия, титана, ванадия, хрома, кобальта, никеля или из сплавов этих металлов. _ ' в (Л с