Материал для эмиттера ионов щелочных металлов

19) 01) СО 1 ОЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 3(51) Н 01 ) 27/2 01 Х 27 1 ГС с, ссС ЦОСсс с 1 с сТЯР)4 с"с ссс ,С сссС с,1 ФЭФМОХКкь А ИОНОВвердыхразуючаюповышеионнного диней слоисным между Н ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ ОПИСАНИЕ ИЗОБР И АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) 1. Авторское свидетельство ССС 9 544012, кл. Н 01 У 1/14, 1974,2. Еремина С,М., Куварская Б.С. Термоэмиссионная эмиссия алюмоснликатов щелочных металлов. Известия А СССР, т, 40, Р В, 1976, с. 1167 (прототип).с.(54)(57) МАТЕРИАЛ ЦЛЯ ЭМИТТЕЩЕЛОЧНЬИ МЕТАЛЛОВ. на основесоединений, включающих ионоощий щелочной металл, о т л ищ и й с я тем, что, с цельюния стабильности и плотноститока, в качестве твердого сония использован пиролитическтый граФит с интеркалированслоями щелочным металлом.Реакция 0,0830,054 0,277 0,181 0,324 0,127 в 0,647 0,423 0154 0,101 0,077 ,0,050 0046 0,046 ЗС 2 С 52 С Сз + Сэ 0,0300,023 0,015 0,014 0,009 0,009 4 С Сэ 3(8 Сэ+ Сз4 С ЯЬЗС ЯЬ + аЬ 5 С Сз+ 4 сбдсз+ Сз 0,03 5 С 4 вКЬ 4 СО РЬ + РЬбсб Сз5 С СэСв 0,081 0,02 6 С ЯЬ5 С ЙЬ + ЯЬ 0,006 Изобретение относится к области термоэмиссионных источников ионов , и мОжет быть использовано при разработке источников ионов масс-спектрометров и других электроэмиссионных приборов. 5Известны материалы для эмиттеров ионов щелочных металлов, представляющие собой так называемые открытые структуры а Э , в которых ионы металла перемещаются по всему объему 10 кристалла 1 3Однако в силу низкой скорости диФфузии ионов плотности ионного тока, получаемые с помощью известных эмиттеров, низки. 15Ближайшим техническим решением к предлагаемому является материал для эмиттера ионов щелочных металлов на основе твердых соединений, включающих ионообразующий щелочной металлГ 2.В качестве основы твердой структуры используются алюминосиликатные и силикатные соединения, обладающие структурой, поцобной открытой 2 3Замещение ионом А 1+зиона 5+ в кремниевокислородном тетраэдре при образовании структуры алюминосиликата создает нескомпенсированный заряд кристаллической решетки. Для нейтрализации этого заряда необходимо присоединение положительного иона, З 0 который активно участвует в ионном обмене. Поэтому при реакцйи ионного обмена катионы располагаются также и между слоистыми пакетами внутри кристаллической фазы. Это обеспечи 5 СВСз4 с.е С 9+ Сз 5 С 8 КЪ 4 С ЙЬ + ЯЬ 12 С С 9 5 СуС з + 7 Сз 12 С ЯЪ 5 С РЬ + 7 ЯЬ ЗСЯЬ 2 СЯЪ + Ь вает большую подвижность и интенсивность ионной проводимости и термоионной эмиссии.Недостатком известных материалов является отсутствие емкости эмиттируемого металла, а следовательно, и стабильности во времени при постоянной температуре источника.Целью изобретения является повышение стабильности и плотности ионного тока.Цель достигается тем, что в материале для эмиттера ионов на основе твердых соединений, включающих ионообразующий щелочной металл, твердое соединение представляет собой пиролитический слоистый графит с интеркалированным меяду слоями щелочным металлом.Известнр, что графит при взаимодействии со щелочными металлами КЬ, ЙВ , Р образует слоистые соединения, в которых слои графита чередуются со слоями щелочных металлов в виде ионов.В отличие от известных слоистых (открытых )структур только система пиролитический графит - щелочной металл обладает емкостью по отбираемому во времени металлу. Это связано со скачкообразным переходом одной двухфазной реакции в другую при постоянной температуре графита.Расчетные и экспериментальные данные по емкости цезия и рубидия на 1 г графита для .различных двухфазных система приведены в таблице.897042 Составитель В.ОбуховТехред С,Мигунова . КорректорЛ.Бокщан Редактор Е.Месропова Заказ 6679/4 Тираж 703 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5 филиал ППП фПатент", г. ужгород, ул. Проектная, 4 Как видно из таблицы, система пиролитический графит - щелочной металл позволяет обеспечить значительный расход цезия прн постоянной температуре без изменения потока эмиттируемых ионов щелочного металла.Для экспериментального обоснования предлагаемого источника ионов была исследована ионная эмиссия пиролитического графита, насыщенного10 парами рубидия до соединения Сзйь. Исследования проводились на массспектрометре МИ. Синтезирован ный на отдельном .стенде образец поме-. щали в обезгаженный при 900 С танталовый испарительТаким образом данный материал для эмиттера ионов на основе.пиролитического слоистого графита, интеркалированного ионами щелочных металлов, обладает стабильностью ионного тока и может найти применение в различных областях техники.В эксперименте были достигнуты;. плотности ионного тока до 20 ма /см прн стабильном поддержании тока в течение десятка часов.