Эрозионно-стойкая электроизоляция для термоэмиссионного преобразователя

 

Изобретение относится к термоомиссионному приборостроению. Целью изобретения является увеличение срока службы элементов электроизоляции цезиевого термоэмиссионного преобразователя. Для этого в качестве последней применяют тугоплавкие оксиды металлов, имеющих отрицательное значение энергии сродства к электрону, например оксид скандия, оксид гафния. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (sljs Н 01 J 45/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4827399/21 (22) 19,12.89 (23) 31.10.75 (46) 23.11.91. Бюл. М 43 (72) О.@.Êîçëîâ, В.И.Уваров и Д,Л.Цецхлад(53) 621.362(088.8) (56) Сб, докладов ученых íà II Международной конференции по ТЭП в Стрезе, Италия, май 1968 — АН СССР, 1969, с, 469-488.

Изобретение относится к термоэмиссионному приборостроению и может быть использовано в термоэмиссионных преобразователях (ТЭП) любого типа.

В конструкциях ТЭП широко используются керамические материалы в качестве высокотемпературной электроизоляции электродов (элементы электроизоляции эмиттера и коллектора относительно корпуса, элементы фиксации межэлектродного зазора и т.д,). В большинстве конструкций эти элементы находятся в непосредственном контакте со средой межэлектродного пространства, т.е. с цезиевой плазмой.

Известны работы, в которых исследовались свойства тугоплавких оксидов с целью определения возможности их применения в качестве высокотемпературной электроизоляции ТЭП.

Наиболее широкое распространение в качестве электроизоляционных материалов

ТЗП получили оксиды алюминия (А1 0з) и бериллия (ВеО). Их свойства хорошо иэуче„„5U„„ i 693654A1 (54) ЭРОЗИОННО-СТОЙКАЯ ЭЛЕКТРОИЗОЛЯЦИЯ ДЛЯ ТЕРМОЭМИССИОННОГО

П РЕО Б РАЗ ОВАТЕЛЯ (57) Изобретение относится к термоэмиссионному приборостроению. Целью изобретения является увеличение срока службы элементов электроизоляции цезиевого термоэмиссионного преобразователя. Для этого в качестве последней применяют тугоплавкие оксиды металлов, имеющих отрицательное значение энергии сродства к электрону, например аксид скандия, оксид гафния, 1 табл. ны, а технология изготовления деталей из этих материалов достигла определенного прогресса. Однако в известных работах высказывается предположение о возможности взаимодействия оксида алюминия с цезиевой плазмой. Термодинамический анализ устойчивости ряда тугоплавких оксидов показал возможность взаимодействия 9 с цезиевой плазмой большинства из них, в О том числе оксидов алюминия и бериллия. (,Д

Взаимодействие материала элементов О электроизоляции ТЭП с цезиевой плазмой у ограничивает возможность их применения р и в конечном счете сокращает срок службы

ТЭП.

Целью изобретения является увеличение срока службы элементов злектроизоляции цезиевого ТЭП.

Указанная цель достигается применением в качестве материала элементов высокотемпературной электроизоляции ТЭП (например, элементов фиксации межэлектродного зазора) керамического материала

1693654

Состояние ме

Вакуум

1 10 ГПа

4,91 10

1,88 10 ,10-и

0 У6 10"

Составитель В. Дружинин

Редактор И, Дербак Техред М,Моргентал Корректор М, Максимишинец

Заказ 4081 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 на основе тугоплавких оксидов металлов, имеющих отрицательное значение энергии средства к электроду, например оксида скандия, оксида гафния и т.д.

В таблице приведены значения скорости по. тери массы образцами некоторых тугоплавких оксидов в вакууме, парах цезия и цезиевой плазме межэлектродного пространства

ТЭП, при Т = 1870 К.

Как видно из таблицы, оксид скандия и оксид гафния не подвержены плазменной эрозии в данных условиях. Это свойство оксидов может быть объяснено отрицательным значением величины энергии сродств» к электрону у элементов Sc и Нт(-0,73 и -0,63 эВ соответственно), в то время, как у Be u Al они составляют+0,38 и 0,5 эВ соответственно.

Оксиды с положительным значением величины энергии сродства к электрону у металлов (например, Alz02 или ВеО в условиях плазмы ТЭП, легко образуют отрицательные ионы АГ, AIO, Be, которые в дуговом режиме работы ТЭП ускоряются подобно электронам в электростатическом

5 поле межэлектродного пространства, что приводит к резкому увеличению эрозии материала, Применение указанных оксидов в качестве материала элементов высокотем-. пературной электроизоляции ТЭП возмож10 но благодаря свойству этих материалов— устойчивости в цезиевой плазме ТЭП, что позволило существенно увеличить надежность и срок службы ТЭП.

Формула изобретения

15 Применение тугоплавких оксидов металлов, имеющих отрицательное значение энергии сродства к электрону, например, оксида скандия, оксида гафния и т.д., в качестве зрозионно-стойкой электроизоляции

20 преимущественно для термоэмиссионных преобразователей,