Способ изготовления боридиых катодов

 

оц 422052

ОП ИСАН И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВйДЕ ТЕЛЬ СТВУ

Союз Советских

Социалистических

Респубпик (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 29.02.72 (21) 1754311/26-25 с присоединением заявки № (32) Приоритет

Опубликовано 30,03.74. Бюллетень ¹ 12

Дата опубликования описания 03.09.74 (51) М. Кл. Н Olj 9/04

Государственкый комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621.385.032.213. .64 (088,8) (72) Авторы изобретения

А. А. Лаврова, В. И. Ростачева и Г. И. Фридгант (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ БОРИДНЫХ КАТОДОВ

Изобретение относится к технологии изготовления катодов электронных приборов.

Известен способ изготовления катода из гексаборида лантана, заключающийся в образовании на керне катода из тугоплавкого металла барьерного слоя из карбида циркония, спекания его и последующего нанесения на поверхность образованного барьерного слоя гсксаборида лаптана.

Однако катоды, полученные известным способом, имеют низкую механическую прочность, барьерный слой ненадежно припекается к керну, эмиссионный и барабанный слои имеют слабое сцепление, металл керна при температуре обработки рекристаллизуется.

Цель изобретения — обеспечение механической прочности катодов.

Цель достигается тем, что по предлагаемому способу B боридн катоде в качсстве барьерного слоя используют смесь порошков из диборида циркония и ниобия с пластификатором, наносят ее на керн, барьерный слой покрывают эмиссионным слоем с пластификатором, полученную структуру прессуют при давлении 9 — 12 т/см, после чего подвергают термокомпрессии в вакууме при температуре

1300 — 1400 С и давлении 500 — 600 кг/см в течение 10 — 15 мин.

Барьерный слой может содержать 85 — 70% диборида циркония и 15 — 30% ниобия. Керн катода из вольфрамовой плющенки помещают на дно стальной пресс-формы и насыпают барьерный слой толщиной 200 мкм из смеси порошков диборида циркония и ниобия с пла5 стификатором, например поливинилбутиралем, после чего поверх барьерного слоя насыпают эмиссионный слой толщиной 300 мкм из порошков гексаборпда лантана с размером зерна меньше 1 мкм с пластификатором. На гид10 равлическом прессе и специальной пресс-форме прессуют требуемую структуру. Давление прессования выбирают в пределах 9 — 12 т/сме, так как при более низких давлениях полученные слои обладают достаточной плотностью, 15 а при давлениях более 12 т/см"- происходит отслаивание покрытия от керна катода.

Поливинилбутираль, используемый в качестве пластификатора, вводят в состав барьер20 ного и эмиссионного слосв из 10ОО-ного раствора в этиловом спирте. Порошок гексаборида лантана (аналогично порошки диборида циркония и ниобпя) с раствором поливинилбутираля растирают в ступке до полного ис25 парения растворителя, Пластификатор равномерно распределяется в виде пленки на поверхности зерен порошков, обеспечивая тем самым первоначальное (после прессования и до термокомпрессии) сцепление частиц слоев

30 между собой и с керном катода.

422052

Составитель Г. Жукова

Техред 3. Тараненко

Редактор И. Орлова

Корректор А. Дзесова

Заказ 2124716 Изд. Хв 1463 Тираж 760 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/6

Типография, пр. Сапунова, 2

После прессования вынимают заготовку катода из пресс-формы и помещают в экран из вольфрамовой фольги между графитовыми электродами установки для термокомпрессии.

Графитовые электроды обладают удовлетворительной электропроводностью и це спекаются с заготовкой катода; вольфрамовый экран предотвращает возможное карбидирование катода.

Заготовку катода подвергают термокомпрессии при нагревании до температуры 1300—

1400 С под давлением 500 — 600 кг/см в течение 10 мин в вакууме 110 — мм рт. ст. при пропускании тока через поперечное сечение заготовки катода. Заготовка катода при этом равномерно разогревается. Выбор температуры и давления термокомпрессии обусловлен необходимостью получить удовлетворительное спекание эмиссионного и барьерного слоев при сохранении механической прочности керна катода.

Катод, изготовленный по предлагаемому способу, механически прочен как до монтажа в прибор, так и в процессе его эксплуатации.

Это обусловлено тем, что в качестве барьерного слоя используется смесь диборида циркония с ниобием, первый из которых препятствует взаимодействию материала эмиссионного слоя с керном катода, а второй цементирует барьерный слой и скрепляет его с керном. Использование барьерного слоя с содержанием ниобия менее 1" /о приводит к недостаточному закреплению слоя керна, в то время как черезмерно большое содержание ниобия () 30%) приводит к взаимодействию его с эмиссионным слоем и разрушению покрытия в процессе эксплуатации катода в приборе.

Механическая прочность катода обусловлена также тем, что в процессе прессования происходит взаимное внедрение зерен материалов па границе соприкосновения слоев с образованием пограничной структуры, способствую10 щей лучшему механическому сцеплению слоев.

Относительно низкая температура спекания катода при термокомпрессии приводит к повышению механической прочности самого керна катода.

Предмет изобретения

1. Способ изготовления боридных катодов путем нанесения на керн барьерного, а затем эмиссионного слоев гексаборида лантана, о т20 л ич а ю щи йся тем, что, с целью повышения механической прочности катода, в качестве барьерного слоя используют смесь порошков диборида циркония и ниобия с пластификатором, наносят ее на керн, барьерный слой по25 крывают эмиссионным слоем с пластификатором, полученную структуру прессуют при давлении 9 — 12 т/см, после чего подвергают термокомпрессии в вакууме при температуре

1300 — 1400 С и давлении 500 — 600 кг/см в те30 чение 10 — 15 мин.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что барьерный слой содержит 85 — 700 диборида циркония и 15 — 30% ниобия.