Спосіб виготовлення металопористого катоду

1 . СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ME-' ТАЛЛОПОРИСТОГО КАТОДА, включающий . • прессование и спекание заготовки • •. • из тугоплавкого металла в безокислительной среде и пропитку заготов- ' . ки эмиссионно-активным веществом, о т л и ч а ю ш, и й с я тем, что, с целью повышения эмиссионной способ- . ности катодов и улучшения их формо- ; устойчивости, порошок вольфрама перед прессованием предварительно отжигают при 1600-1650 С в течение 3 ч и размалывают . 2. Способ по п. 1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что прессование порошка проводят при давлении 4-6 Т/см* < g 1 1246799 Изобретение относится к электронтыо при значительно большем давленой технике, в частности к способам нии прессования, чем в известных 4 изготовления металлопористых термоспособах, например при 4-6 Т/см для катодов для электровакуумных (ЭВП) общепринятой конечной пористости приборов. Наиболее важными параметкатодов 22-28%. Повышение давления рами катодов для ЭВП СВЧ являются прессования до указанного выше знаего эмиссионная способность и формочения значительно улучшает пористую устойчивость, обеспечивающие такие структуру каркаса, так как частицы характеристики ЭВП СВЧ как надежность упакованы более плотно, чем в преси долговечность. 10 совках с низким давлением прессования, а поры, образованные частицами, Целью изобретения является повышестановятся более мелкими и однород- ' ние эмиссионной способности и формоными по размерам. устойчивости неталлопористых пропиВ результате проведенных исследотанных катодов путем улучшения пористой структуры каркаса и дезактива- 15 ваний установлено, что оптимальными режимами обработки порошка вольфрации порошков, из которых он изготавма являются: температура отжига ливается , 1600-1650 С и время 3 ч. При более Сущность изобретения состоит в низкой температуре отжига сущесттом, что перед операцией прессования 20 венных изменений в порошке не пропорошка проводят термомеханическую исходит даже при увеличении времени обработку, которая заключается в отжига до 4-5 ч. том, что свободно насыпанный исходный порошок тугоплавкого металла отТак для предварительно отожженжигают при 1600-1650°С в течение 3 ч, ного в заявляемом режиме порошка 25 вольфрама величина плотности тока а затем размалывают губку, полученную в результате отжига поропка, до эмиссии и изменение, диаметра катода достижения исходного среднего размера составляли 2,1-2,3 А/см 2 и 0,5частиц. Последующее прессование про0,55% соответственно, тогда как для водят при повышенном до 4-6 Т/см катодов, изготовленных из необрадавлении. 30 ботанного порошка, эти величины сосБ процессе высокотемпературного тавили 1 А/см 2 и 25%. отжига мелкие (1 мкм) наиболее ак,-' Таким образом, катоды, изготовтивные частицы исходного порошка,' ленные предлагаемым способом, имеют припекаясь друг к другу и к более более высокую плотность тока эмиссии крупным частицам, исчезают, а при 35 (примерно в 2 раза) и лучшую формопоследующем размоле их нельзя отдеустойчивость. При более низкой темлить в виде самостоятельных частиц. пературе отжига по сравнению с заКрупные же конгломераты (40-60 мкм), являемой, существенных изменений в малоактивные при отжиге, разрушаются порошке не происходит даже при увев процессе размола до более мелких 40 личении времени отжига до 5-6 ч. Мелчастиц. Таким образом, предварителькодисперсная (субмикронная) фракно отожженный и размолотый порошок ция полностью не исчезает, тонкая становится менее полндисперсным, чем структура частиц также не претерпеваисходный, и структура пористых карет существенных изменений, в резулькасов катодов получается более одно- 45 тате чего эффект дезактивации порошродной (монодисперснои). Кроме того, ка и улучшения его гранулометрическоотожженный и размолотый порошок стаго состава незначителен. Повышение новится менее активным при спекании, температуры отжига свыше 1600-1650 С что связано с исчезновением субмиктакже нецелесообразно, так как приронной фракции в процессе отжига, 50 водит к нежелательному увеличению а также с изменением тонкой структусреднего размера частиц порошка, ры частиц: их рекристаллизацией, поскольку с повышением температуры сглаживанием рельефа поверхности растет прочность губки, образующей(округлением), уплотнением частиц ся в процессе отжига порошка. Эффект и уменьшением концентрации дефектов, укрупнения частиц обнаруживается уже 55 при температуре отжига выше 1700 С. Снижение активности порошка позволяет получать прессовки каркасов П р и м е р . Для изготовления с заданной после спекания пористосметаллопористого катода проводили з \246799 боткой отжиг, размол и прессование пороиіка вольфрама марки ВЧДК, фракция "А" (ТУ 48-11-92-73). Свободно насыпанный порошок вольф'рама отжигался при !625*25°С - течев ние 3 ч. Среда огжига - осушенный водород (точка росы ^-30 С ) . После отжига проводили размол губки, образовавшейся в процессе отжига, в стандартном оборудовании - яшмовой шаровой мельнице емкостью 1 л. Режим размола, объем загрузки 2/3 объема -барабана, соотношение массы мелющих тел и порошка 1:1, линейная скорость вращения стенок барабана 0,4 м/с. Далее методом прессования и спекания готовили пористые каркасы с конечной пористостью П-24%. Обработанный порошок прессовали при 5,0 Т/см. Спекание прессовок проводили в водородной печи типа ОКБ-8087. Режим спекания: температура спекания 2000 С, выдержка I ч. Пористые каркасы пропитывали алюминатом бария - кальция 2,4 ВаО* *0,6 Са0'А1 2 0 ; , затем токарной обра Редактор Л. Утехина 5 10 15 20 25 4 из них готовили диски нужных размеров, которые крепились в молибденовый стакан. В процессе изготовления катодов контролировали также объемную усадку, однородность пористой структуры (методом продавливания газовых пузырьков через образец). Активность порошков, выражаемая в данном случае как изменение объема при спекании, отличается в два раза, а выход годного по качеству пористой структуры увеличивается с 10-15 до 98100%. Использование предлагаемого способа производства металлопористых катодов позволяет, по сравнению с известными, увеличить выход годного (пористых каркасов) с 10-12% р,о 98100%. Предлагаемый способ изготовления МПК более экономичен. ЭВП СВЧ, использующие такие катоды, обладают повышенной надежностью и долговечностью, а уровень шумов в них, связанный с эмиссионной неоднородностью катода, ниже на 2 порядка. Составитель Г. Кудинцева Техред В.Кадар Корректор С. Ч^рни Заказ 692/ДСП Тираж 364 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий П3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4