Металлосплавные катоды для магнетронов миллиметрового диапазона с торцевой пушкой

• Автор: Мясников, Александр Сергеевич
• Шифр специальности: 05.27.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Саратов
• Количество страниц: 114 с. : ил.

1 КОНСТРУКТИВНЫЕ ОСОБЕННОСТИ КАТОДНЫХ УЗЛОВ СВЧ ПРИБОРОВ М-ТИПА И ОСНОВНЫЕСПОСОБЫ ИХ ИЗГОТОВЛЕНИЯ

1.1 Катоды, применяемые в СВЧ приборах М-типа

1.2 Металлосплавные катоды СВЧ приборов М-типа

1.3 Способы изготовления металлосплавных катодов

1.4 Особенности сварки металлосплавных катодов миллиметрового

диапазона
Выводы

2 ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ

В МЕТАЛЛОСПЛАВНОМ КАТОДЕ ПРИ ИЗГОТОВЛЕНИИ И ЭКСПЛУАТАЦИИ МАГНЕТРОНА

2.1 Термическая обработка металлосплавного

катода при откачке магнетрона

2.2 Диффузия бария в металлосплавном катоде
2.3 Разрушение металлосплавного катода под воздействием импульсной
электронной бомбардировки
Выводы
3 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МЕТАЛЛОСПЛАВНЫХ КАТОДОВ
3.1 Исследование режимов термообработки металлосплавного катода
при откачке магнетрона на его эмиссионные свойства
3.2 Исследование режимов термообработки на структуру сплава палладий-барий
3.3 Экспериментальные исследования режимов диффузионной сварки
палладий- бариевого катода
Выводы

4 ВНЕДРЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ И РАЗРАБОТКА БАЗОВОЙ КОНСТРУКЦИИ МЕТАЛЛОСПЛАВНОГО КАТОДА ДЛЯ
МАГНЕТРОНА МИЛЛИМЕТРОВОГО ДИАПАЗОНА
4 Л Разработка конструкции металлосплавного катода для магнетронов миллиметрового диапазона с повышенной эрозионной стойкостью
4.2 Испытание экспериментальных катодов в макетах магнетронов
4.3 Испытания опытного образца магнетрона с металлосплавным катодом,
сваренным диффузионной сваркой, на долговечность
Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

Приборы миллиметрового диапазона длин волн находят все большее применение в радиоаппаратуре. В настоящее время активно ведутся работы по созданию магнетронов миллиметрового диапазона длин волн как в России, так и за рубежом [1-14]. Проблемам катодной тематики приборов М-типа были посвящены работы Б.Ч. Дюбуа, В.Д. Котова, Н.П. Есаулова, В.П. Марина, И.П. Ли и др. [15-57]. Так как для нормальной работы магнетрона миллиметрового диапазона необходимо обеспечить плотность тока эмиссии с катода более 100 А/см2, применяемые ранее горячие катоды приходилось выводить в режим перекала для получения необходимой плотности тока, что значительно снижало долговечность прибора. С середины 90-х годов прошлого столетия в магнетронах миллиметрового диапазона широкое применение нашел холодный вторично-эмиссионный катод из чистой платины. Такой катод способен обеспечить необходимую плотность тока эмиссии при достаточно низких температурах за счет высокого коэффициента вторичной электронной эмиссии (КВЭЭ), что позволяет значительно повысить долговечность прибора.
Необходимо отметить, что в настоящее время разработаны вторичноэмиссионные сплавы с более высоким значением КВЭЭ (чистая платина о=1,7; сплав палладий-барий (ПдБ 2) 0=2,7; сплав платина-барий (ПлБ 2) 0=3,0). Эти сплавы нашли широкое применение в приборах магнетронного типа сантиметрового диапазона, а также длинноволновой части миллиметрового диапазона длин волн.
Основной проблемой применения катодов на основе сплавов ПдБ 2 и ПлБ 2 (металлосплавные катоды) в магнетронах, работающих в короткой части миллиметрового диапазона, является отсутствие технологических процессов, позволяющих изготавливать металлосплавные катоды диаметром менее 3 мм.

играет большой роли) обязателен высокотемпературный отжиг. Данная технология очистки поверхности платинового катода (включая отжиг) обеспечивает получение оптимальных вторично-эмиссионных свойств эмиттера.
Для подтверждения проведенных расчетов и проверки предположения о наличии углеродосодержащего загрязнения на поверхности катода, вызывающего первоначальное снижение КВЭЭ, было проведено исследование влияния термической обработки в вакууме на вторичноэмиссионные свойства сплава на установке с полностью безмасляными средствами откачки. Предварительная откачка этой установки проводилась с помощью цеолитовых насосов, окончательная - с помощью насоса НОРД-100. На рис.34 (кривая 1) приведена зависимость ац=ґ(Т) для сплава платина-барий, исследованной на установке с безмасляными средствами откачки. Ход кривой показывает, что при нагреве не наблюдается снижение максимального КВЭЭ сплава ниже значения 2,8. Таким образом, результатом исследования ВЭС платины с использованием масляных и безмасляных средств откачки показывает, что низкие вторично-эмиссионные свойства платины при нагреве до 1000 К определяются присутствием паров масла в рабочем пространстве установки.
Если на образец из сплава специально нанести масло (вакуумное масло наносилось в виде раствора в трихлорэтилене) и снять зависимость ац=ґ(Т) для такого образца на установке с безмасляными средствами откачки, то в этом случае, как и следовало ожидать, при термообработке платины в интервале температур 500-1000 К наблюдались низкие значения КВЭЭ (рис. 34, кривая 2). Низкие вторично-эмиссионные свойства сплава при термической обработке в вакууме до температур 500-1000 К, очевидно, являются следствием наличия на поверхности сплава продуктов разложения паров масла (углерод).