Формирование вакуумных и эмиссионных параметров электронных приборов

• Автор: Зоркин, Александр Яковлевич
• Шифр специальности: 05.27.02
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Саратов
• Количество страниц: 377 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ.

1. ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА ОТКАЧКИ МОЩНЫХ ЭЛЕКТРОВАКУУМНЫХ И ГАЗОРАЗРЯДНЫХ ПРИБОРОВ.

1.1. Процесс откачки основа качества электронных приборов.

1.2. Прибор катодсредства откачки как единая термодинамическая система.

1.3. Формирование эмиттерных структур и активироика катодов.

1 .4. Методы исследования процессов откачки и эмиттеров электронов

2. ОКСИДЫ И РАСТВОРЫ КИСЛОРОДА В ВАКУУМЕ.

Диаграммы состояния металл кислород

2.2. Активности и парциальные характеристики компонентов

2.3. Давление паров оксидов.

2.4. Характерные активности компонентов.

2.5. Константы равновесия.
2.6. Состав газовой фазы оксидов с примесями
2.7. Вакуумные факторы эмиссионной активности оксидов.
2.8. Определение области нестехиометрии оксидов по составу
газовой фазы.
2.9. Определение области нестехиометрии и внутренней работы выхода оксидов квазихимическим методом
2 Определение внутренней работы выхода оксидов статистическим методом.
2 Эмиссионные свойства сложных оксидов
2 Испарение сложных оксидов.
2 Травление и рост зародышей ВаО
3. ФОРМИРОВАНИЕ ЭМИТТЕРНЫХ СТРУКТУР ПРИ ОТКАЧКЕ И
ТРЕНИРОВКЕ ПРИБОРОВ
3.1. Эмиссия из квантоворазмерных структур
3.2. Равновесная работа выхода оксидсодержатцих катодов
3.3. Поверхностный потенциал и работа выхода в переходе
оксидгазовая фаза
3.4. Образование поверхностного заряда кислородными
вакансиями
3.5. Адсорбционный механизм образования поверхностного заряда и
работа выхода.
3.6. Работа выхода при токоотборе
3.7. Обезгаживание и активировка ВТКкатода
3.8. Термодинамика и кинетика активирования сплавных катодов при откачке и тренировке мощных амплитронов
3.9. Фазовые равновесия в системе Рс1Ва0С
3 Кинетика разложения включений интерметаллида в сплавных катодах и их долговечность
3 Диффузионная кинетика кислорода по границам зерен в сплавных катодах
3 Влияние коэффициента вторичной электронной эмиссии сплавных катодов на характеристики амплитронов
4. СИСТЕМЫ С ВОДОРОДОМ.
4.1. Твердые растворы водорода и гидриды
4.2. Наполнение водородом тиратрона с несколькими газопоглотителями, имеющими разную температуру.
4.3. Динамика распределения водорода в газонаполненных приборах
5. Г АЗОВЫ ДЕЛ КНИЕ И ОТКАЧКА ЭЛЕКТРОННЫХ ПРИБОРОВ В
КВАЗИРАВНОВЕСНОМ ПРИБЛИЖЕНИИ
5.1. Контроль процессов откачки по составу газовой фазы.
5.2. Особенности технологии откачки мощных тиратронов.
5.3. Равновесное распределение примесей между электродами
5.4. Влияние степени очистки водорода на остаточное содержание примесей в электродах
5.5. Газовыделение кислорода при обработке приборов в водороде.
5.6. Совместное газовыделение кислорода и углерода в водороде.
5.7. Квазиравновесная модель откачки
6. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ И ПРОМЫШЛЕННОЕ
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ РАБОТЫ
6.1. Исследование причин брака мощных амплитронов со сплавными катодами.
6.2. Разработка технологии откачки мощных водородных тиратронов и исследование причин брака
6.3. Разработка способа наполнения газоразрядных приборов рабочим газом
6.4. Исследование причин брака генераторных ламп
6.5. Разработка технологии и оборудования для бесштенгельной откачки вакуумных дугогасительных камер.
6.6. Разработка технологии и оснастки для диффузионной сварки электродов вакуумных дугогасительных камер.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Рассмотрим методику самосогласованного расчета термодинамических характеристик оксидов и растворов кислорода, позволяющую определять активность кислорода во всех областях фазовой диаграммы в зависимости от температуры и состава фаз. Отличительной особенностью низших оксидов щелочноземельных металлов Са, 8г, Ва, а также металлов 3 группы Бс, У, ТИ, используемых для изготовления термоэмиттеров электронов, является наличие конгруэнтного состава рис. К. Это состояние оксидов характеризуется минимумом общего давления над оксидом, одинаковым составом газовой и твердой фаз и примерно одинаковыми общими скоростями испарения металла и кислорода. Низкие скорости свободного испарения оксидов обеспечивают достаточную долговечность оксидсодержащих катодов при рабочих температурах. При свободном испарении в вакууме приповерхностные слои оксида имеют конгруэнтный состав, а внутренние состав, соответствующий активности кислорода в системе. Это вызывает градиенты химических и электростатических потенциалов в оксиде и влияет на эмиссионные свойства, а также на кинетику роста и травления зародышей оксида. Оксиды других металлов не имеют конгруэнтного состава и разлагаются в вакууме на растворы и газовую фазу, вызывая интенсивное газовыделение, особенно при наличии таких газообразующих компонентов, как водород и углерод. Рис. Точки А, В, С, О, Е, I рис. Ь, с, 1, с, , проекции которых на плоскость температурасостав показаны на рис. Эти линии являются границами трехфазных областей, в которых, согласно правилу фаз Гиббса, все свойства двухкомпонентной системы зависят от одного параметра. То базовая температура. Для оксидов с узкой областью нестехиометрии мольные доли можно определить но выражению см. Тп рп УЕТаГзТ. У0ь Уме концентрации кислородных и металлических узлов и вакансий в кристаллической решетке оксида, определяемые квазихимическим методом. На Рис. Ва О. Рис. На диаграмме слева направо показаны области 1 трехфазная область металл раствор кислорода в жидком барии Ва0р газ 2 двухфазная область ВаОр газ 3 трехфазная область ВаОр оксид ВаО газ 4 узкая
двухфазная область ВаО5 газ 5 трехфазная область оксид ВаОз оксид ВаСЬт газ 6 двухфазная область Ват газ. Первая область представляет собой облака кислорода в чистом металле. Такое состояние соответствует определению Гиббса о возможных компонентах. В данном случае возможным компонентом является кислород, химический потенциал которого в чистом металле больше химического потенциала в растворе до определенной концентрации, соответствующей точке В на рис. Диаграммы состояния систем иттрийкислород и торийкислород имеют аналогичный вид. На Рис. Слева направо показаны области 1 титан Рраствор газ 2 Рраствор газ 3 рраствор араствор газ 4 араствор газ 5 араствор ТО газ 6 ТЮ газ 7 ТЮ Тз газ 8 Тз газ 9 Т3 ТЮ2 газ. Ниже К в этой системе существуют упорядоченные твердые растворы и оксиды. Рис. Мольные доли кислорода на границах низшего оксида определены в п. Т,п, где. Т,п, хмТ,п мольные доли кислорода и металла на границах фаз. Т,п, амп формульные коэффициенты кислорода и металла в конденсированной фазе АаЪао на межфазных границах. Для растворов амп1. Активность кислорода в трехфазных двухкомпонентных системах зависит только от одного параметра, например, температуры. Активность кислорода в трех фазных областях аоТ. ДНогТ,п,0 АИо Дао тт0, Д8иТ,п,0 8яуТ,п,0 0. Гз индекс трехфазной области. Активности компонентов в трехфазных областях оксид 1 оксид 2 газ согласно реакции 0x1 0. Выражения получены по реакции трехфазного равновесия ii 0 i . И 0 . МТпз ЯТ1па0гТ,п,Гз. Из равенства показателей неидеальности твердых фаз см. ДЬТ,п, ДЬрТ. ДНуоТ,i. ДСГ. ЛЬоГТ,п,г ДСГ,
ДНмт. ЛЬ0гТ,пя ДооСГ. ДЧ,т. ДНоТ,п,0, ЛНСГ,п. Принято ДЬТТ. СИзТпГз рмвТпрз парциальные давления молекулярного, атомарного кислорода и паров металла в трехфазных областях, атм рмат,п давление паров металла над чистым веществом РоаТ парциальное давление атомарного кислорода при диссоциации молекулярного кислорода, взятом при атмосферном давлении. На Рис. Рис. Мо,п,з рМа,п
Л . ВТ
нения на Рис. Рис. Рис.