Способ изготовления источника электронов

о к няютв аноонноймеждуряда уч ос ка элекото нос е 1 1--1 п - 4 д1+П р 1 11 п - д тод-анод, м;стия в аносстояние П - диаметр отв де, м; у - коэффициент роков ионамиыбивания электна катоде; Таунсенческог од-ано ощениика эл п кеов и це ктр чет по оль ов нов вьпп я осеионно нноспоуча соб в н ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ПИСАНИЕ ИЗОБРЕ РСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Крейндель Ю.Е. Плазменные источ ники электронов. М.: Атомиздат, 1977 с.63Авторское свидетельство СССР У 409311, кл. Н 01 Л 9/04, 1972.(54)(57) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИСТОЧНИ КА ЭЛЕКТРОНОВ, включающий выполнение на плоском катоде по крайней мере одного участка с повьппенной эмиссионной способностью и установку катод в вакуумную камеру параллельно плоскому аноду с выполненным в нем по крайней мере одним отверстием, при этом участок с повьппенной эмиссионной способностью размещен соосно с отверстием в аноде, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью упрощения процесса изготовления источника электронов и повышения его КПД за счет повьппения точности совмещения осей участка с повьппенной эмиссионной способностью на катоде и отверстия в аноде, обращенную к аноду поверхность катода предварительно покрывают слоем материала с малой эмис Изобретение относится к техн изготовления источников электро может найти преимущественное ис ование при изготовлении источни лектронов на основе вторичной и лектронной эмиссии и источников лектронов на термокатодах. собностью и после установвакуумную камеру выполоде соосно. с отверстиемсток с повьппенной эмиссибностью путем созданияом и анодом тлеющего разтрическом поле, напряженого определяется выраже-. Ы(-3 - первый коэффициенЕРда, М Е - напряженность электри ополя в промежутке кат дэВ/м;Р - давление остаточного газа в ,ывакуумной камере, Папри этом тлеющий разряд поддерживаютв течение времени, необходимого дляраспыления слоя материала с малойэмиссионной способностью, напротивотверстия в аноде,ель изобретения - упр а изготовления источи и повьппение его КПД з ния точности совмещени тка с повьппенной эмис стью на катоде и отверс(2) 50 3 118927Для термокатодов большой эмиссионной способностью обладают материалы с малой работой выхода электрона с поверхности, а материалом с малой эмиссионной способностью может служить антиэмиссионный материал с большой работой выхода, При изготовлении источника электронов на основе вторичной ионно-электронной эмиссии материалами с большой эмиссионной спо собностью являются алюминий и сталь, а материалами с малой эмиссионной способностью могут служить молибден или медь. 15После нанесения покрытия на всю поверхность катода его устанавливают в вакуумную камеру параллельно аноду. Затем откачивают вакуумную камеру и подают на катод отрицательный по тенциал, такой чтобы выполнялось соотношение у,ехр (о( й) ( 1, у хехр Ы (й + 0)Д 71 (1), При этом между катодом и анодом загорается высоковольтный тлеющий разряд, известный в литературе как разряд с полым анодом, Благодаря наличию в аноде отверстий разряд горит преимущественно вдоль их осей, так как для него создаются наиболее благоприят ные условия, поскольку выполнено соотношение у ехр 1 Ы (й+ 0)71. Ускоренные ионы, образовавшиеся в высоковольтном тлеющем разряде, бомбардируют катод, распыляя материал с ма-; 35 лой эмиссионной способностью и создавая таким образом участки с большой эмиссионной способностью, расположенные против отверстий в аноде.Как показывает практика, размер 40 этих участков определяется соотношением размеров Э/Й, но всегда меньше диаметра отверстий в аноде; При некоторой непараллельности катода и анода в предлагаемом способе образо-: 45 ванне участка с повышенной эмиссионной способностью происходит с некоторым смещением относительно оси отверстия в аноде, это смещение автоматически компенсирует непараллельность катода и анода, что повышает точность юстировки,и, следовательно, увеличивает КПД по сравнению с известным способом изготовления источника. 55 Способ изготовления источникаэлектронов был реализован следующимобразом,Я 4При изготовлении источника электронов на основе вторичной ионноэлектронной эмиссии, предварительно на стальной катод, обладающий большой эмиссионной способностью, наносился слой никеля, обладающий малой эмиссионной способностью, Катод устанавливался в вакуумную камеру, откачиваемую до давления 10-1 ОТор, и производилась подача на катод отрицательного потенциала, при котором выполняется соотношение (1). Если выразить первый коэффициент Таунсенда эмпирическим известным соотношение, которое имеет вид В= Аехр ГЕРгде А и В - постоянные для данногогаза,то можно вывести выражение для потенциала зажигания тлеющего разрядаВ (Рс 1)Ц,ю м (3)с + 1 п(Ра) Агдес = 1 п ----1 (1+1/) 3 Используя выражение (3) , можнозаписать соотношениеВ(РЖщ.,е. дт (Ц (4)с+ 1 п(Рс 1) Выражение (3) описывает известный закон Пашена, а соотношение (4) справедливо для левых ветвей кривых Пашена, где горит высоковольтный тле" ющий разряд. Нацряженность электри" ческого поля и потенциал в явном виде не входят в соотношение (4). Тем не менее коэффициент выбивания элект-ронов ионами на катоде зависит от потенциала =Р(П). Выражение (4) удобно использовать на практике, т.к . у = Р(П) для большинства материалов известна, равно как известна функция (.(Е/Р) для различных газов,Сначала источник электронов работает с низким КПД за счет того, чтогенерация электронов идет со слояникеля,. обладающего низкой эмиссионной способностью (для потенциалакатода 10 кВ у"-1), Через некоторое время, зависящее от толщины слояникеля и тока разряда, происходитраспыление слоя никеля напротив отверстия в аноде, так как эти участкиподвергаются наиболее интенсивнойбомбардировке положительными ионами,Редактор Л.Письман Техред М.Моргентал КорректорВ.Гирняк Заказ 4782 Тираж 694. ПодписноеЭНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент". г.ужгород, ул. Гагарина, 101 5 11 и источник электронов начинает работать с высоким КПД, за счет того, что генерация электронов пучка происходит с поверхности материала, облаюдающего большой эмиссионной спо 89278 6собностью (для стали, при потенциале10 кВ р = 3). При этом паразитныетоки на аноде в у / у = 3 раэ меньше,1чем у известного источника электро 5нов,