Способ изготовления оксидногокатода

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ЙЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Сфветсиыа Сфииалистычесиик республик(22 Заявлено 230227 (21 2455483/18-25 с присоединением заявки,йЪ Государственный комитетСовета Министров СССРио деним иэобретенийи отирвтий(45) Лата опубликования описания 140678 В.Е.Коноплев, В.Я.ЭФрос, Б.В.иаркин,К.Б.Джуринский н Ю.Ф.Клементьев(54) СПОСОБ ИЭГОТОВЛЕНИЯ ОКСИДНОГО КАТОДА Формирования и активирования катода.В дальнейшем при обычных рабочих температурах оксидного катода его эмиссионные: свойства определяются тонкимприповерхностным слоем оксида (10 см),в котором на эТапе активирования создается необходимая концентрация свободчого бария,Таким образом, наличие в керне кислорода, связывающего активную присадку, приводит к снижению эмиссионнойактивности оксидного катода. Известен способ изготовления оксидного катода на керне иэ никелевого сплава, содержащего активную присадку 2), Последовательность технологических операций при изготовлении катода этим способом такова: механическая обработка, химическое травление, отжиг в водороде, который введен как для восстановления окислов никеля, так и для придания керну катода необходмых механических свойств, нанесение эмиссионного покрытия.Однако сцепление оксидного покрытия с керном при этом способе изготовления. катода недостаточно надежно, так как отжиг в водороде сглаживает Изобретение относится к электронной технике, в частности к изготовлению оксидных катодов электровакуумных приборовИзвестны способы изготовления оксидиого катода, заключающиеся в том, что на керн наносится слой никеля, который затем спекается в вакууме или в водороде(11 . Эти способы обеспечивают надежчое сцепление оксидного 10 покрытия с керном, однако, как пока" эали исследования, обладают следующим недостатком: при нанесении и спекании никеля увеличивается. содержание кислорода в керне катода, В частности, ф содержание кислорода в керне из никеля марки ЛНИ до нанесения губки составляет 0,0006-0,0015 вес.Ъ, а ;после нанесения и спекания губки в водороде с температурой точки росы - Э 55 С или вакууме 10 мм рт.ст. увеличивается до 0,0025-0,005 вес.Ъ. Кислород химически связывается активной присадкой, в данном случае магнием, с образованием окиси магния.Известно, что поступлениеактиватора (кальция и магния) в активный слой и восстановление окиси, бария происходит в основном при темпераотурах больше 850 С,т.е. на этапах616664 Формула изобретенияТираж 960 Подписное ЦНИИПИ Заказ 4074/4 Филиал ППП фПатентфф, г, Ужгород, ул.Проектная,4 шероховатость керна, получающуюся после травления.Хотя отжиг в водороде и является эффективным метсдом восстановления окислов никеля, меди и других металлов, при отжиге сплавов, содержащих в своем составе магний, кальций и дру гие активные присадки, окисление этих присадок неизбежно. Это подтверждается проведенными экспериментами по .отжигу в водороде активного (ЛНМ) и пассивного никеля. Увеличение содержания 10 кислорода в пассивном никеле не происходит (в пределах ошибки анализа), в то время как в активном никеле, например, широко используемом в электро- вакуумном производстве марки ЛНМ, со- )5 держание кислорода увеличивается в несколько раз.Послойный анализ содержания магийя и кислорода ч отожженном никеле показал, что окисленный магний содержится 20 в основном в тонком приповерхностном слое (порядка 1 мкм) .Как установлено, содержание кйслорода и толщина окисленного слоя ме"няются от партии к партии, соответственно меняется уровень катодного тока и процент эмиссионного брака. РезуЛьтаты этих исследований объясняют причины возникновения повышенного эмиссионного брака в производстве ЭВП как при первом, так и при втором способе изготовления оксидного катода.Цель изобретения - повышение уровня катодного тока и снижение эмиссионного брака в производственных Условиях путем удаления приповерхност ного слоя керна, насыщенного кислородом.Это достигается введением в технологический процесс изготовления катода дополнительной операции хнмиче ского. травления, которое проводится на глубину 1-2 мкм после отжига керна в водороде непосредственно перед нанесением оксидного покрытия.Дополнительная операция заключаетсяв удалении поверхностного слоя керна катода, обогащенного кислородом в процессе предыдущих операций, Операция травления должна удовлетворять следующим требованиям:а) не должна приводить к заметно,му изменению геометрических размеров кеонаб) не должна оставлять на поверхности керна солевых загрязнений;в) должна обеспечить необходимую шероховатость.Режим травления, удовлетворяющийукаэанным требованиям, следующийгтравление в 20-ном растворе едкого натра при температуре не ниже 80 С - 60 30-40 мин, травление в 65-ном растфворе щавелевой кислоты 1 - 2 мин,обработка в перекиси водорода 35 мин,обработка в смеси азотной и уксусной кислот при 50-70 фС 3-5 мин, ультразвуковая обработка в деионизованной воде.Как показывают эксперименты,. глубина стравливания в этом случае сос- тавляет примерно 1 мкм, а шероховатость керна оказывается достаточной для надежного сцепленияс оксидным слоем. Применение смесей, аналогичных предлагаемым, для травления катодного никеля известно (например,смесь муравьиной кислоты и перекисиводорода). По предлагаемому способутравление проводится на вполне определенном этапе изготовления катода,а именно, восле термической обработкикерна непосрвдствеиио перед нанесением карбонатного покрытия, Именноэто позволяет обеспечить удаление насыщенного кислородом приповерхностного слоя керна катода и повыситьуровень катодиого тока и соответственно умеиыапь эмиссйонный брак.Были изготовлены керны катода из никеля марки ЛНМ, у которых поверхностный слой удалаот с помощью травленияпо укаэаииоиу режиму. Приборы, изготовленные с этими катодами, имеютуровень катодйого тока в среднем иа30 вьиае, чем приборы с катодами, изготовленными по известному способу .Эмиссионный брак в этой партии приборов отсутствует, а в партии приборов, изготовленных с катодами по известному способу, составляет 13,2,Способ изготовления оксидного катода на керне из никелевого сплава, содержащего активную присадку, например магний, состоящий, в механической обработке, очистительном химическом травлении, отжиге в водороде и нанесении эмиссионного покрытия, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения уровня катод- ного тока и снижения эмиссионного брака В пРоизводственных условиях, после отжига в водороде керн травят на глубину 1-2 мкм, после чего наносят эмиссионное покрытие. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1, А торское свидетельство СССР 9 129754, кл. Н 01 У 9/04, 1959. 2. Лебединский М.Л. Технология электровакуумного производства. фГосэнергоиздат, 1961, с.243-275.