Способ изготовления молибденового электрода термоэмиссионного преобразователя

 

Изобретение относится к тёрмоэмиссионному методу преобразования тепловой энергии в электрическую и может быть использовано при изготовлении электродов термоэмиссионного преобразователя энергии (ТЭП) преимущественно коллектора. Цель изобретения - повышение вакуумной работы выхода коллектора. Имплантация кислорода в молибденовый коллектор проводится при комнатной температуре в вакууме при остаточном давлении .не вьппе 4 -10 Па с ускоряющим напряжением 60 кВ. Доза имплантированного кислорода составляет 9-Ю ион/см . Ступенчатый нагрев электрода до рабочей температуры проводится в вакууме с интервалами, рав15 1ми 80-120 С к выдержкой на каждой ступени, равной 5-15 мин. При рабочей температуре 700 С электрод содерэвмт в поверхностном слое вдвое болыпее количество кислорода, чем образец, нагретый. до 700°С без ступенчатых выдержек. Параметры способа выбраны на основе серии экспериментальных исследований и учитывают влияние на скорость .диффузии кислорода как .температуры, так и количества дефектов. Способ позволяет провести отжиг дефектов с постепенным удалением с понерхности различных загрязнений к сохранением повышенного содержания в приповерхностном слое имплантированного.кислорода , что приводит к узеличенкю вакуумной работы выхода электрода и к поБьш1еиию в рабочих условиях энергетической эффективности ТЭП, с

СОЮЗ СОНЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (l9) (Ю (51) 5 Н 01 Л 45/00 г

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

f10 ИЗОБРЕП=-НИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ. СССР (46) 23.09. 90, Бюл. 11 35 (21) 4305810/24-21 (22) 1.6. 09,, 87 (72) С. С. Геращенко, М.И. Гусева, Ю.В.Никольский и В.А.Степанчиков (53) 621.032 (088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР

И 1375032, кл. Н 01 J 45/00, 1984. (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИОЛИБДЕНО"

ВОГО ЭЛЕКТРОДА ТЕРИОЭИИССИОННОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ (57) Изобретение относится к термоэмиссионному методу преобразования тепловой энергии в электрическую и может быть использовано при изготовлении электродов термоэмиссионного преобразователя энергии (ТЭП), преимущественно коллектора. Цель изобре" тения — повышение вакуумной работы выхода коллектора. Имплантация кислорода в молибденовый коллектор проводится при комнатной температуре в вакууме при остаточном давлении .не выше 4 10 Па с ускоряющим напряже" нием 60 кВ. Доза имплантированного

Изобретение относится к термоэмиссиоиному методу преобразования тепловой энергии в электрическую, а именно к технологии изготовления электродов термоэмиссионных преобразователей (ТЭН), преимущественно коллектора.

Целью изобретения является повыШе" ние вакуумной работы выхода коллектора и тем самым энергетических характеристик ТЭП в рабочих условиях sa счет снижения обеднения имплантирокислорода составляет 9 10 - ион/см а

Ступенчатый нагрев электрода до рабочей температуры проводится в вакууме с интервалами, равными 80"120 С, и выдержкой на каждой ступени, равной 5-15 мин. Прн рабочей температур ре 700 С электрод содержит в поверхностном слое вдвое большее количество кислорода, чем образец, нагретый а да 700 С без ступенчатых выдержек.

Параметры способа выбраны на основе серии экспериментальных исследований и учитывают влияние на скорость диффузии кислорода как.температуры„ так и количества дефектов. Способ позволяет провести отжиг дефектов с постепенным удалением с поверхности различных загрязнений и сохранением повышенного содержания в приповерхностном слое ииплантированного кислорода, что приводит к увеличению вакуумной работы выхода электрода и к псБыщению B рабочих условиях энер» гетич вской эффек .явности ТЭП. ванным кислородом приповерхностного слоя при термовакуумной обработке, проводимой после имплантации для от" жига дефектов и удаления примесей.

Параметры способа выбраны на ос" .нове серии экспериментальных исследо" ваний. Диапазон температур от комнатной до рабочей выбран, исходя нз того, что на скорость диффузии большее влияние оказывает величина температуры, а не количество дефектов. Поэто1468311

Формула изобретения

Способ изготовления молибденового электрода термоэмиссионного преобразователя, включающий имплантацию кислорода в поверхностный слой .электрода, нагрев и отжиг в вакууме, о т л и ч.а ю шийся тем, что, с целью увеличения вакуумной работы. выхода коллектора, отжиг осуществляют ступенчатым нагревом коллектора до рабочей температуры электрода с интервалами, равными 80-120 и выдержкой на каждой ступени, равной

5-15 мин.

Составитель В.Синявский

Техред M.Õîäàíè÷ Корректор Л.Пилипенко

Редактор Т. Куркова

Тираж 395

Заказ 3330

Подписное В НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

f 13035, Москва, Ж-35.,,Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Ужгород, ул. Гагарина,101 му увеличение температуры электрода вь1ше рабочей при предварительном сту- . пенчатом прогреве снижает количество кислорода в приповерхностном слое.

Сн ение же верхнего значения темпе5 ра уры предварительного ступенчатого пр1эгрева приводит к сохранению в припо ерхностном слое дефектов некотор типов, которые будут слособство" ва ь до момента своего отжига выходу ки лорода из образца при рабочей темпе атуре. То же самое происходит, если время прогрева на каждой ступени пр дварительного отжига выбрано мень- 15 ше 5 мин - времени релаксации крис° т ической решетки, Деффекты на боле низкой ступени отжига еще не от жжены, а температура электрода уж поднята до значения следующей ст пени. Это также приводит к повыше ному выходу имплантированного кис.ло ода из поверхностного слоя электр да. Увеличение времени отжига вы-. ше времени релаксации для каждой .. 25 ст пени нецелесообразно, так как для до тижения поставленной цели это доло кительно ничего не дает. Интервал

80"-120 С выбран экспериментальным путем из анализа соДержания кислорода в приповерхностном слое в зависимости-от ступени подъема температуры. . Пример. Изготовлен молибде.но ый коллектор ТЭП с имплантированны кислородом для рабочей темпераO 35 ту ы 700 С. Имплантация кислорода поводилась в вакууме при остаточно давлении примерно 4 10 Па с vcxoga напряжением 60 кВ при 30 С.

Доза имплантированного кислорода составила 9 ° 10 ион/см . Ступенчатый прогрев заключался в нагреве электрода в лечи СШВЛ-0.2.640 в вакууме

4 10Г Па при 100,200,300,400,500 и

600 С с 1О-минутной выдержкой при каждой температуре. После этого электрод нагревался до 700 С. Полученный электрод содержал в поверхностном слое вдвое большее количество кислорода, чем образец, нагретый до 700 С беэ ступенчатых выдержек, Данный способ позволяет провести . постепенный отжиг дефектов с постепенным удалением с поверхности различных загрязнений и сохранением повышенного содержания в приповерхностном слое имплантированного кислорода, что в свою очередь приводит к увеличению вакуумной работы выхода электрода и повышению .в рабочих условиях энергетической эффективности ТЭП.