SU590085A1 - Method of making tungsten-based porous thermal cathode - Google Patents

Description

1one

Изобретение относитс  к области порошковой металлургии, в частности к получению пористых катодов дл  электронных приборов прессованием и спеканием.The invention relates to the field of powder metallurgy, in particular to the production of porous cathodes for electronic devices by pressing and sintering.

Известен способ изготовлени  электрода эмиттерного типа из сплавов на основе вольфрама , который предусматривает смешивание компонентов в заданном соотношении, прессование и последуюш;ее спекание заготовки в водороде вначале при 800°С в течение 1,5 ч дл  удалени  св зки, а затем при 1550- 1600°С в течение одного часа 1.A known method of manufacturing an emitter-type electrode from tungsten-based alloys, which involves mixing the components in a given ratio, pressing and then sintering the preform in hydrogen, first at 800 ° C for 1.5 hours to remove the bond, and then at 1550- 1600 ° C for one hour 1.

Известный способ не обеспечивает максимально возможного уровн  эмиссионных свойств катода вследствие недостаточной равномерности распределени  легирующих элементов по сечению и снижени  уровн  шума катода.The known method does not provide the maximum possible level of emission properties of the cathode due to the lack of uniform distribution of alloying elements over the cross section and reducing the noise level of the cathode.

Наиболее близким по технической суш,ности и достигаемому эффекту  вл етс  способ, заключаюш,ийс  в том, что готов т смесь солей бари , кальци  и циркони  с порошком вольфрама, прессуют ее при давлении 1,6 т/см и спекают в водороде при 1300°С в течение 30 мин 2.The closest in terms of technical sushi ness and the effect achieved is the method, which consists in preparing a mixture of barium, calcium, and zirconium salts with tungsten powder, pressing it at 1.6 t / cm pressure and sintering in hydrogen at 1300 ° C for 30 min 2.

Недостатком способа  вл етс  нестабильность эмиссионных свойств катода вследствие неоднородности его химического состава и пористости и высокий уровень шума катода.The disadvantage of this method is the instability of the emission properties of the cathode due to the heterogeneity of its chemical composition and porosity and the high level of cathode noise.

С целью повышени  однородности эмиссииTo improve emission homogeneity

и снижени  уровн  шума катода предложен способ, который отличаетс  от известного тем, что заготовку после спекани  измельчают, прессуют и повторно спекают при температуре 1780-1820°С в течение 1-5 мин, а затем отжигают в вакууме (1-5)-10 мм рт. ст. при 1280-1300°С. Дл  повышени  стабильности эмиссии после отжига на рабоч ю поверхность катода нанос т пленку осми  толщинойand reducing the noise level of the cathode, a method is proposed which differs from that known in that the billet after sintering is crushed, pressed and re-sintered at a temperature of 1780-1820 ° C for 1-5 minutes, and then annealed in vacuum (1-5) -10 mm Hg Art. at 1280-1300 ° C. To increase the stability of the emission after annealing, an osmium film is applied to the working surface of the cathode.

0,5-0,8 мк.0.5-0.8 microns

Сущность предложенного способа заключаетс  в следующем.The essence of the proposed method is as follows.

Смесь порошков, состо щую из 10% алюмината бари -кальци  и 90% вольфрама круистью менее 40 мк перемешивают в мельнице вA mixture of powders consisting of 10% barium calcium aluminate and 90% tungsten in a twist of less than 40 microns is stirred in a mill

течение 5 часов, прессуют при давленииfor 5 hours, pressed at a pressure

1,5 т/ см и спекают при температуре 1650-1.5 t / cm and is sintered at a temperature of 1650-

1700°С.1700 ° C.

Затем спеченную заготовку вновь измельчают до крупности менее 40 мк, запрессовывают в керн катода при давлении 8-15 т/см и спекают при 1800°С в течение 1 мин. При повторном спекании происходит равномерное смачивание зерен вольфрама расплавом алюмината , а также формирование необходимой пористости за счет разложени  присутствующих соединений бари  и кальци  с образованием материала требуемого состава. После спекани  катод отжигают в вакууме 5 10Then the sintered billet is again crushed to a particle size of less than 40 microns, pressed into the core of the cathode at a pressure of 8–15 t / cm, and sintered at 1,800 ° C for 1 minute. During repeated sintering, uniform wetting of the tungsten grains with the melt of aluminate occurs, as well as the formation of the necessary porosity due to decomposition of the barium and calcium compounds present to form the material of the required composition. After sintering, the cathode is annealed in vacuum 5 10

мм рт. ст. при 1300°С в течение одного часаmm Hg Art. at 1300 ° C for one hour

дл  гомогенизации н стабилизации состава катода.for homogenization and stabilization of the composition of the cathode.

На рабочую поверхность катода после отжига напыл ют пленку осми  толщиной 0,5- 0,8 мк дл  снижени  работы выхода электронов и повышени  стабильности эмиссии при изменении температуры катода.After the annealing, the working surface of the cathode is deposited with an osmium film 0.5–0.8 microns thick to reduce the electron work function and increase the stability of the emission with a change in the cathode temperature.

Claims (2)

Термокатоды, полученные предложенным способом, могут быть использованы в производстве электронных приборов, к которым предъ вл ютс  повышенные требовани  к шумовым параметрам, а также при получении катодов со сложной формой эмиттируюш,ей поверхности, например сферической, так как они обеспечивают стабильную воспроизводимость эмиссионной однородности эмиттирующей поверхности. Формула изобретени  1. Способ изготовлени  пористого термокатода на основе вольфрама, включающий смешивание исходных компонентов, прессование и спекание заготовки в атмосфере водорода, отличающийс  тем, что, с целью повышени  однородности эмиссии и снижени  уровн  шума катода, заготовку после спекани  измельчают , прессуют и повторно спекают при 1780-1820°С в течение 1-5 мин., а затем отжигают в вакууме (1-5) 10- мм рт. ст. при 1280-1300°С.Thermocathodes obtained by the proposed method can be used in the production of electronic devices that are subject to increased requirements for noise parameters, as well as in obtaining cathodes with a complex shape emitting its surface, for example spherical, since they provide a stable reproducibility of the emission homogeneity of the emitter surface. Claim 1. Method for producing porous tungsten-based thermal cathode, which includes mixing the starting components, pressing and sintering the workpiece in a hydrogen atmosphere, characterized in that, in order to improve the emission uniformity and reduce the noise of the cathode, the sinter workpiece is crushed, pressed and re-sintered at 1780-1820 ° C for 1-5 minutes, and then annealed in vacuum (1-5) 10-mm Hg. Art. at 1280-1300 ° C. 2. Способ по п. 1, отличающийс  тем, что, с целью повыщени  стабильности эмиссии , после отжига на рабочую поверхность катода нанос т пленку осми  толщиной 0,5- 0,8 мк.2. The method according to claim 1, characterized in that, in order to increase the stability of the emission, after annealing, an osmi film with a thickness of 0.5-0.8 microns is applied to the working surface of the cathode. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 20 1. Патент США № 3745000, кл. 75-208R, 1973. 2. Патент США № 3275435, кл. 75-201, 1966.Sources of information taken into account in the examination of 20 1. US Patent No. 3,745,000, cl. 75-208R, 1973. 2. US Patent No. 3275435, cl. 75-201, 1966.