SU734829A1

SU734829A1 - Материал термоэлектронного эмиттера

Info

Publication number: SU734829A1
Application number: SU782630382A
Authority: SU
Inventors: Сергей Иванович Файфер; Юрий Петрович Беляев; Александр Алексеевич Гугнин; Сергей Михайлович Жданов; Константин Павлович Редега; Анатолий Андреевич Лучин
Original assignee: Предприятие П/Я В-2836
Priority date: 1978-05-19
Filing date: 1978-05-19
Publication date: 1980-05-15

Description

(54) МАТЕРИАЛ ТЕРМОЭЛЕКТРОННОГО ЭМИТТЕРА

1

Изобретение относитс к электронной технике и предназначено дл изготовлени эффективных термоэлектронных эмиттеров СВЧ-приборов магнетронного типа.

Известны материалы термоэлектронных катодов, высокие эмиссионные свойства которых обусловлены использованием твердых растворов боридов щелочноземельных (ЩЗМ) и редкоземельных (РЗМ) металлов 1. Эти материалы не могут быть использованы в качестве катодов приборов магнетронного типа из-за малых значений коэффициента вторичной электронной эмиссии (КВЭЭ) 1, в то врем как дл работы приборов М-типа КВЭЭ желательно иметь 2.

Вторично-эмиссионные свойства катодов такого типа можно повысить, использу в качестве материала матрицы металлы, КВЭЭ которых лежит в интервале 1,6-1,8 (Re, Pt, Ir). Поскольку Pt и Ir - драгметаллы, наиболее предпочтительно применение рени .

Известны также катодные материалы на основе рени с добавками гексаборида лантана . Катоды из таких материалов обладают значени ми работы выхода 2,7-2,8 эВ; величина КВЭЭ достигает лишь 1,95 2.

Однако такие, материалы имеют ограниченное применение.

Целью изобретени вл етс повышение уровн термо- и вторичной эмиссии.

Sт,-- Дл достижени указанной цели в металлическую матрицу из тугоплавкого металла рени ввод т сложные устойчивые соединени - твердые растворы гексаборидов щелочноземельных металлов в гексабори10 дах редкоземельных металлов группы лантана в соотношении от 0,9:0,1 до 0,6:0,4 при содержании сложного гексаборида 0,4- 4 вес. %, например твердый раствор гексаборида бари в гексабориде лантана.

5

Материалы на основе рени , в состав которых вводились указанные выше твердые растворы гексаборидов La и Ба, обладают высокими и стабильными термо-и вторичноэмиссионными параметрами.

го

Плотность тока насьщени при различных температурах и значени х КВЭЭ дл вышеу :азанных сплавов приведены в таблице .

(№;йас & за-аё йА й« б«й8б л:.,« iaiMAufe.,iu.«B. --. -sv...- 3734829

4

Из таблицы видно, что наилучшими термоэмиссионными свойствами обладают сплаBbf , в состав которых вводитс сложный гексаборид с соотношением гексаборидов :ВаВб от 0,9:0,1 до 0,6:0,4.

На чертеже представлены значени КВЭЭ при различных температурах.

Из чертежа видно, что КВЭЭ сплавов с содержанием сложного гексаборида 0,5- 4 вес. % Таким образом, наилучшими эмиссионными свойствами в совокупности обладают сплавы, в которых, содержитс 0,5-4 вес. % сложного гексаборида с соотношением LaB $: :ВаВб от 0,9:0,1 до 0,6:0,4.

Эмиссионные свойства предложенных материалов превышают аналогичные дл сплаВОВ на основе рени с добавками гексаборида лантана.

Claims

Высокие и стабильные эмиссионные характеристики предлагаемых материалов обусловлены свойствами сложного металлоподобного соединени и процессом взаимодействи материала основы с активными добавками . Известно, что образование моноатомиой пленки, атомов РЗМ и ЩЗМ на поверхности тугоплавких металлов значительйо улучшает эмиссионные свойства такой системы . При нагреве предложенных материалов до рабочей температуры в процессе взаимодействи рени с гексаборидом и Ва образуютс свободные атомы La и Ва, диффундирующие на поверхность и образующие моноатомную пленку сложного состава . Использование сложных гексаборидов указанных выше составов обеспечивает как оптимальную скорость взаимодействи матрицы с активным веществом и, следовательно , поступление атомов ЩЗМ и РЗМ на поверхность , так и оптимальный состав и струк туру пленки атомов на. поверхности, ответственной за высокие термо- и вторично-эмиссионные параметры материалов. Предлагаемый материал изготавливают следующим образом. Порошки бора, окисла РЗМ и карбоната ЩЗМ перемещйвают дл равномерности распределени , затем прессуют в штабики при давлении 0,45-0,5 т/см2. Содержание окиси ЩЗМ в смесь вводитс с 10-12 /о избытком . Щтабики подвергают термической обработке при 1900°С в течение 1 ч в вакууме не ниже 1 10 мм рт. ст., в результате которой образуютс твердые растворы гексаборидов ЩЗМ в гексаборидах РЗМ. Гексаборид измельчают в порошок, используемый при изготовлении эмиттеров. Эмиттеры изготавливают обычными методами порошковой металлургии из шихты, представл ющей смесь.рени и сложного гексаборида . Эмиттеры из предложенного материала стабильно работают в течение не менее 2000 ч. Формула изобретени Материал термоэлектронного эмиттера на основе тугоплавкого металла, например, рени , содержащий в виде активного вещества гексаборид редкоземельного металла группы лантана, отличающийс тем, что, с целью повышени уровн термо- и вторичной эмиссии, гексаборид редкоземельного металла введен в виде твердого раствора с гексаборидом щелочноземельного металла в соотношении от 0,9:0,1 до 0,6:0,4 при общем содержании сложного гексаборида 0,5- 4 вес. %. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 611260, кл. Н 01 J 1/14, 1975.
2.Кудинцева Г. А. и др. Электронна техника, сери Электроника СВЧ, 1,67, № 11, с. 73 «Эмиссионные свойства сложных эмиттеров на основе гексаборида лантана (прототип ).