Способ изготовления электронно-лучевой трубки с оксидным катодом

 

Изобретение относится к электронной технике, в частности к технологии изготовления электронно-лучевых трубок (ЭЛТ). Цель изобретения: - повышение надежности и долговечности ЭЛТ. В интервале температур от 783 до 1073 К при давлении 7,5·10^-8-1,5·10^-7 Па поднимают температуру со скоростью 18-20 К/мин до достижения максимальной температуры активирования 1323-1373 К с последующим снижением ее до номинальной со скоростью 50-55 К/мин. При этом исключается накопление водяного пара в объеме ЭЛТ и предотвращается перенос оксидов вольфрама внутри колпачка и катодной трубочки. Надежность и долговечность ЭЛТ увеличивается в 3 раза. 1 ил.

Изобретение относится к области электронной техники, в частности к способу изготовления электровакуумных приборов, например электроннолучевых трубок (ЭЛТ). Целью изобретения является повышение надежности и долговечности ЭЛТ вследствие улучшения эмиссионных параметров и снижения вероятности короткого замыкания катод подогреватель. При изготовлении ЭЛТ при наличии трещин и сколов слоя алунда на подогревателе образуются окислы вольфрама при температуре ≈1000^оС, а при дальнейшем повышении температуры в процессе активировки и тренировки катода (1200-1400^оС) происходит сублимация вольфрама на внутренней поверхности никелевого керна и его диффузия в материал керна. При этом образуется твердый раствор вольфрама в никеле. Резкое различие в коэффициентах диффузии компонентов твердого раствора приводит к образованию пор на граните раздела. В результате процесса диффузии на противоположной стороне колпачка (под оксидным покрытием) образуется переходной запорный слой, возможно 3ВаO˙ WO₃. Наличие такого слоя приводит к отслаиванию оксидного покрытия от керна, а также к прекращению доступа восстановительных присадок в оксидное покрытие, вследствие чего ухудшаются эмиссионные параметры из-за снижения образования щелочноземельных металлов из их окислов. Кроме того, возможно возникновение короткого замыкания катод подогреватель вследствие ухудшения качества изоляционных свойств алундового покрытия из-за запыления его вольфрамом и контакта с вольфрамовой пленкой, напыленной на внутреннюю поверхность керна катода (катодной трубочки), что приводит к перегреву катода и выходу ЭЛТ из строя. Время появления вольфрама на внешней стороне колпачка определяет срок службы катодного узла. Это время зависит от скорости диффузии вольфрама в никеле. Наличие границ зерен, идущих в поперечном направлении по сечению колпачка, резко ускоряет диффузию. На чертеже представлена зависимость относительного изменения эмиссионного тока Ψ от времени τ эксплуатации для ЭЛТ, изготовленных способом-прототипом и предложенным способом. Способ изготовления ЭЛТ с оксидным катодом заключается в следующем. После высокочастотного обезгаживания деталей при одновременной откачке проводят активирование катода, причем активирование в интервале температур от 783 до 1073 К проводят при давлении 7,5˙ 10^-8 1,5 ˙10^-7Па, поднимают температуру со скоростью 18-20 К/мин до достижения максимальной температуры активирования 1323-1373 К с последующим снижением ее до номинальной со скоростью 50-55 К/мин. Предлагаемый режим откачки и активирования катода препятствует накоплению водяного пара в объеме ЭЛТ и тем самым предотвращает образование и перенос оксидов вольфрама внутри колпачка и катодной трубочки. При температуре ниже 783 К реакции окисления вольфрама идут с малой скоростью при температуре выше 1073 К этап значительного газовыделения закачивается, парциальное давление паров воды и окислов углерода уже недостаточно для образования окислов W или Ва. Давление 7,5 ˙10^-8 1,5˙ 10^-7 Па выбирают из условия, чтобы парциальное давление паров воды и окислов углерода было недостаточным для реакции окисления. Скорость подъема температуры 18-20 К/мин выбрана по следующим соображениям: при скорости, меньшей 18 К/мин, длительность цикла откачки прибора существенно снижает производительность оборудования, при скорости, большей 20 К/мин, выделяющиеся продукты разложения карбонатов не могут быть надежно удалены существующими средствами откачки в производстве. Формирование оксидного покрытия, как правило, протекает в диапазоне температур 1323-1373 К. Вследствие возрастания опасности отравления сформированного активного эмиттирующего слоя парами масла требуется быстрое снижение температуры до безопасных пределов. Этим объясняется значительная скорость снижения температуры. Была изготовлена партия ЦЭЛТ по предлагаемому способу. Изготовленные приборы были испытаны в течение 4000 ч в режимах: токоотбор с катода I 200 мкА, U_н 6,3 В, U_д U_ф 400 В (U_н, U_у, U_ф соответственно напряжения накала, ускоряющего электрода и фокусирующего электрода). Результаты испытаний представлены на чертеже в виде зависимости относительного изменения эмиссионной способности катода (Ψ) от времени для партий ЭЛТ, изготовленных по предлагаемому способу и способу-прототипу. Относительное изменение эмиссионной способности определяется как Ψ 1-Δ I, где ΔI изменение характеристик катода, полученных в нормальном режиме (I_6,3) и режиме недокала (I_5,7), дающее представление об эмиссионной способности катода. ΔI Как видно из чертежа, в ЭЛТ, изготовленных по предлагаемому способу, по истечении 3000 ч (минимальная наработка) степень деградации составляет 13% В ЭЛТ, изготовленных по способу-прототипу, эта величина составляет 43% Использование изобретения позволяет в три раза увеличить надежность ЭЛТ, обеспечит требуемую долговечность и исключит возможность отказов по виду короткого замыкания катод подогреватель.

Формула изобретения

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВОЙ ТРУБКИ С ОКСИДНЫМ КАТОДОМ, включающий откачку трубки с одновременным высокочастотным обезгаживанием деталей, активирование катода путем подъема температуры катода до максимальной температуры активирования с последующим снижением ее до номинальной, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и долговечности за счет снижения вероятности короткого замыкания катод подогреватель и исключения образования запорного слоя, активирование в интервале температур от 783 до 1073 К проводят при давлении 7,5 · 10^-8 1,5 · 10^-7 Па со скоростью подъема температуры 18-20 К/мин.

РИСУНКИ

Рисунок 1

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Номер и год публикации бюллетеня: 10-2002

Извещение опубликовано: 10.04.2002        

---