ТЕХНІЧНА МЕХАНІКА
ISSN 1561-9184 (друкована версія), ISSN 2616-6380 (електронна версія)

ГОЛОВНА    ПРО ЖУРНАЛ    РЕДКОЛЕГІЯ    АВТОРАМ    ПОТОЧНИЙ ВИПУСК    АРХІВ    КОНТАКТИ

УДК 533.9

Технічна механіка, 2021, 3, 30 - 36

РОЗРОБЛЕННЯ КАТОДУ, СТІЙКОГО ДО УМОВ ЕКСПЛУАТАЦІЇ У ВАКУУМНІЙ КАМЕРІ

DOI: https://doi.org/10.15407/itm2021.03.030

Кулагін С. М., Письменний Н. І., Вороновський Д. К., Юрков Б. В.

Кулагін С. М.
Інститут технічної механіки Національної академії наук України і Державного космічного агентства України,
Україна

Письменний Н. І.
Інститут технічної механіки Національної академії наук України і Державного космічного агентства України,
Україна

Вороновський Д. К.
Дніпровський національный університет імені Олеся Гончара,
Україна

Юрков Б. В.
Дніпровський національный університет імені Олеся Гончара,
Україна

      Метою роботи є розробка термоемісійного катоду, який забезпечує задані робочі параметри та зберігає свою працездатність після тривалого, напротязі кількох діб, перебування в нормальних атмосферних умовах без додаткової ампулізації. Наведено огляд процесів деградації («отруєння») термо-емітерів катодів. Проблема деградації вольфрам-барієвих катодів пов'язана із проникненням у внутрішню порожнину катоду хімічно активних речовин, наприклад, кисню. Процес «отруєння» є настільки складним, що не піддається простому теоретичному моделюванню. Тому для оцінки ступеня «отруєння» катода при атмосферному впливові, як правило, спираються на експериментальні дані.
      Аналіз данних публікацій щодо стійкості до впливу атмосфери на властивості емітерів катодів виявив, що одним з найбільш перспективних варіантів вирішення задачі, пов’язанної з «отруєнням» катоду, є використання емітеру на основі скандату барію. Обрано конструктивну схему катоду та виготовлено його лабораторний зразок. Експериментально досліджено залежності напруги розряду від струму при різних витратах ксенону і залежності напруги розряду від розходу ксенону при різних струмах (ксенон використовувався в якості плазмоутворюючого газу). В процесі проведення випробувань катод періодично виймався з вакуумної камери для огляду на можливість подальшого використання, максимальний час безперервного знаходження на повітрі складав 14 діб, при цьому повторне включення не виявило істотної зміни характеристик.
      Використання скандата барію в якості емісійно-активної речовини термо-емісійного катоду дозволило підвищити стійкість його до впливу атмосферних факторів. Практичне використання розробленого катоду при проведенні експериментальних досліджень, наприклад, у вакуумній камері плазмоелектродинамічного стенду Інституту технічної механіки Національної академії наук України і Державного космічного агентства України, дозволить виключити процедуру частої заміни катоду, що суттєво прискорить проведення наукових досліджень.
     

термоемісійний катод, емітер, джерело плазми, скандат барію

1. Говорякин Р. Г., Шепель В. В. Курс общей физики. М.: Высшая школа, 1972. 230 с.

2. Поливникова О. В., Земчихин Е. М. Катоды спиральной формы для магнетронов СВЧ-нагрева. Электротехника. 1996. Сер. 1. № 1. С. 40–45.

3. Кудинцева Г. А., Мельников А. И., Морозов А. В. и др. Термоэлектронные катоды. М.-Л.: Энергия, 1966. 368 с.

4. Лазарев В. Б., Соболев В. В., Шаплыгин И. С. Химические и физические свойства простых оксидов металлов. М.: Наука, 1983, 240 с.

5. Планковский С. И., Островский Е. К., Цегельник Е. В. Импрегнированный катод на основе скандата бария. Авиационно-космическая техника и технология. 2008. №2. С. 78–84.

6. Можес Б. Я. Физические процессы в оксидном катоде. М.: Наука, 1968. 479 с.

7. Киселев А. Б. Металлооксидные катоды электронных приборов. М.: МФТИ. 2001. 240 с.

8. Юдинская И. В., Паромова М. В. Синтез и исследование термической устойчивости и эмиссионной способности скандатов бария. Изв. АН СССР. Неорганические материалы. 1975. Т. 11, № 10. С. 1805–1808.

9. Шнюков В. Ф., Лушкин А. Е., Гетьман О. И. и др. Влияние скандия на свойства металлопористых катодов. Изв. РАН. Физика. 1994. Т. 58, № 10. С. 171–175.

Copyright (©) 2021 Кулагін С. М., Письменний Н. І., Вороновський Д. К., Юрков Б. В.

Copyright © 2014-2021 Технічна механіка