SU1663641A1

SU1663641A1 - Твердотельный эмиттер ионов кали

Info

Publication number: SU1663641A1
Application number: SU894676320A
Authority: SU
Inventors: Роман Александрович Голубев; Александр Станиниславович Козачек; Александр Дмитриевич Комаров; Виктор Григорьевич Сердюк; Иван Афанасьевич Степаненко; Юрий Владимирович Ткач
Original assignee: Предприятие П/Я В-8851
Priority date: 1989-04-11
Filing date: 1989-04-11
Publication date: 1991-07-15

Abstract

Изобретение относитс к технике получени пучков ионов, а именно ионов щелочных металлов. Цель изобретени - повышение ионного тока и удешевление эмиттеров - достигаетс тем, что эмиттер выполнен из ортоклаза. Природный материал артоклаз вл етс эффективным источником ионов К⁺. Использование природного минерала в качестве эмиттера ионов позвол ет приготовить значительные по площади источники ионов со сложной эмиссионной поверхностью, а также источники с электростатической поперечной компрессией пучка. Значительно упрощаетс процесс изготовленни эмиттеров, особенно сложной формы. Поток ионов К⁺, полученный при использовании эмиттера, изготовленного из ортоклаза, обладает высокой однородностью по массе (99%) и энергетическим разбросом, не превышающим 3%, а величина плотности тока ионов К⁺ сравнима с лучшими результатами, полученными с помощью искусственных эмиттеров, но при более низких значени х температуры и выт гивающих напр жений. 1 ил.

Description

Изобретение относитс к технике получени пучков ионов, а именно ионов щелочных металлов.

Целью изобретени вл етс повышение ионов тока и удешевление эмиттеров,

Природный минерал ортоклаз, как было экспериментально обнаружено, про вл ет ранее никем не использованные свойства, выражающиес в том, что он вл етс эффективным источником ионов К+.

Пример. Применение ортоклаза из Мало-Быстринского лазуритового месторождени .

Эмиссионные свойства ортоклаза были исследованы на стенде, представл ющем

собой магнитоизолированный диод Нагрев эмиттера до 800-1250°С осуществл лс с помощью лазера. Эмиттер необходимых размеров (как правило, таблетка диаметром 8 мм и толщиной 1-6 мм) крепитс на аноде стенда. На анод подавали импульс положительного напр жени амплитудой до 10 кВ и длительностью несколько миллисекунд. В качестве катода использовали танталовую сетку, регистраци ионного тока осуществл лась цилиндром Фараде .

Эмисси ионов К+ наблюдалась при температуре эмиттера ТЭ 800°С, при Тэ -1200- 1250°С плотность тока ионов достигала 0,5 А/см2 при следующих услови х экспериО

о

СА) О

мента: напр жение диода 10 кВ, анод-катодное рассто ние 1,5 мм. длительность импульса 1-2 мс.

Дл сравнени отметим, что аналогичные плотности токд ионов щелочных метал; лов при использовании эмиттеров из искусственных алюмосиликатов получались лишь при более жестких режимах.

Был проведен массовый и энергетический анализ пучка ионов, полученных с применением эмиттера, изготовленного из ортоклаза. Исследовани показали, что пучок состоит из ионов К+ и т желых примесей , масса которых в 2 раза и более превышает массу К4, количество примесей не превышает 1 %. При необходимости получени пучка ионов К+ высокой массовой однородности эти примеси могут быть легко отсепарированы.

Поскольку образцы ортоклаза из различных месторождений сходны по химическому составу (присутствуют лишь незначительные количества примесей СаО, ВаО, Рв20з и др., вли ющих на его эмиссионные свойства) и идентичны по всей кристаллической структуре, то не вызывает сомнений, что образцы минерала из других месторождений будут про вл ть такие же эмиссионные свойства.

Результаты исследовани эмиттера ионов К из природного минерала ортоклаза (KfAISisOeD убедительно показывают преимущества использовани ортоклаза в качестве источника ионов К, а его проста механическа обработка позвол ет значи-. тельно упростить технологию изготовлени источников ионов К, снизить энергетические и материальные затраты. Кроме того, использование природного минерала в качестве эмиттера ионов позвол ет приготовить значительные по площади источники ионов со сложной эмиссионной поверхностью , в том числе источники с электростатической поперечной компрессией пучка, что довольно сложно выполнить, использу искусственные алюмосиликаты.

На чертеже приведены сравнительные зависимости плотности тока дл различных алюмосиликатных эмиттеров при одинаковых температурах поверхности эмиттера от

величины выт гивающего электрического пол Е Ud/d, где Ud - напр жение диода, d - рассто ние анод-катод.

Крива 1 - ортоклаз при Тэ 1150°С. Крива 3 - ортоклаз при Тэ 1250°С.

Крива 2 - искусственный алюмосиликат кали К20. 2 SI02, Тэ - 1150°С.

Крива 4 - искусственный цеолит (Na - морденит), Тэ 1250°С.

Крива 5 - то же, Тэ 1350°С.

Таким образом, приведенные данные говор т о том, что использование ортоклаза в качестве эмиттера ионов позвол ет получать ионные токи пор дка 1 А/см при меньшей температуре эмиттера и меньшем

значении электрического пол , чем при использовании известных алюмосиликатных источников ионов (кривые 1,3).

Таким образом, технико-экономические преимущества природного материала ортоклаза при использовании его в качестве эмиттера ионов К+заключаютс также в том, что значительно упрощаетс процесс изготовлени эмиттеров, особенно сложной формы. Следует также отметить, что поток

ионов К+, полученный при использовании эмиттера, изготовленного из ортоклаза, обладает высокой однородностью по массе (99%) и энергетическим разбросом, не превышающим 3%. Величина плотности тока

ионов К+ сравнима с лучшими результатами, полученными с помощью искусственных эмиттеров, но при более.ниэких значени х температуры и выт гивающих напр жений .

Claims

Формула изобретени Твердотельный эмиттер ионов кали на основе алюмосиликата, отличающийс . тем, что, с целью увеличени ионного тока и

уменьшени стоимости, он выполнен из ортоклаза .

0,76

0,5

0,25

О

50

100 150

U/d.HBJcM