Kotelnikov Institute of Radio Engineering and Electronics of RAS Русский Sign in Submit a paper
Journal of Radio Electronics Online scientific journal · eISSN 1684-1719
2017, № 11 · RADIO ELECTRONICS RELATED PROBLEMS

Металлопористый катод, модифицированный наноуглеродом

T.M. Krachkovskaia1,2, L.A. Melnikov1, G.V. Sakhadzhi2, A.N. Ponomarev3, A.S. Emelianov1,2

1 Саратовский государственный технический университет им. Гагарина Ю.А, Russia
2 АО «НПП «Алмаз», Russia
3 ЗАО «НТЦ Прикладные нанотехнологии»
Full text (PDF) UDC 621.385.032, 621.385.69 EDN YMEPPY

Abstract

Nanocarbon particles (Ugleron® and Astralens®) used of the first for metal porous cathode (MPC) production. Although it can be assumed that its implementation in the MPC matrix can change the mechanism and rate of occurrence of three-phase reactions of formation of active elements and oxygen and, thereby, can improve its emission properties. Models with the use of Ugleron® and Astralens® in a sponge and emission substance are manufactured. Layout using Ugleron® in the emission substance is tested for durability and currently has an operating time of 40,000 hours. A model with the use of Astralens® and Ugleron® in a sponge and emission substance, respectively, is tested for maximum current density. To date it shows results comparable to the standard cathode. But there is a suggestion that cathodes with Astralens® and Ugleron® have an evaporation rate of the active substance lower, longer durability is predicted than for the standard cathode at the same emissivity.

  • nanocarbon particles
  • emission
  • durability
Аннотация (на русском)

Металлопористый катод, модифицированный наноуглеродом

Для изготовления металлопористого катода впервые применяется наноуглеродный материал (Углерон® и Астралены®). Его внедрение в матрицу МПК может изменить механизм и скорость протекания трехфазных реакций образования активных элементов и кислорода и, тем самым, улучшить его эмиссионные свойства. Новая технология изготовления МПК направлена на решение проблемы повышения долговечности электровакуумных приборов - более 100000 часов. Изготовлены макеты с применением Астраленов® и Углерона® в губке и эмиссионном веществе. Макет с применением Углерона® в эмиссионном веществе проходит испытания на долговечность и на сегодняшний день имеет наработку 40000 ч. Макет с применением Астраленов® и Углерона® в губке и эмиссионном веществе соответственно проходит испытания на максимальный токоотбор. На сегодняшний день показывает результаты работы, сравнимые с типовым катодом, но с учетом предположения, что у катодов с Астраленами® и Углероном® скорость испарения активного вещества ниже, прогнозируется большая долговечность, чем у типового при той же эмиссионной способности.

For citation

Krachkovskaia T.M., Melnikov L.A., Sakhadzhi G.V., Ponomarev A.N., Emelianov A.S. Металлопористый катод, модифицированный наноуглеродом // Journal of Radio Electronics. – 2017. – No. 11.

References

  1. Whaley D.R. 100W Operation of a Cold Cathode TWT // IEEE Trans. On Electron Dev., 2009, V.56, №5, рp. 896-905.
  2. Гуляев Ю.В., Жуков Н.Д., Бушуев Н.А.Углеродные нанотрубки и нанокластеры для построения новых устройств микро- и наноэлектроники // материалы науч.-техн. конф., посвящ. 50-летию ФГУП «НПП «Алмаз» «Электронные приборы и устройства СВЧ» - Саратов: изд-во Сарат. ун-та, 2007, с.3-13.
  3. Апин М.П. Бушуев Н.А., Бурцев А.А. Технология автоэмиссионных катодов на основе углеродных нанотрубок с высокой плотностью тока для усилителей терагерцового диапазона // материалы науч.-техн. конф., посвящ. 55-летию ОАО «НПП «Алмаз» «Электронные приборы и устройства СВЧ» - Саратов: изд-во Сарат. ун-та, 2012, с.61-63.
  4. Фурсей, Г.Н., Поляков М.А., Кантонистов А.А., Яфясов А.М., Павлов Б.С., Божевольнов В.Б. Автоэлектронная и взрывная эмиссия из графеноподобных структур // Журнал технической физики, 2013, том 83, вып.6, с. 71-77.
  5. Kim H.J., Choi J.J., Han J.-H., Park J.H., Yoo J.-B. Design and Field Emission Test of Carbon Nanotube Pasted cathodes for Traveling-Wave Tube Applications // IEEE Trans. оn Electron Dev., 2006, V.53, №11, р. 26-74.
  6. Бушуев, Н.А., Сахаджи Г.В., Крачковская Т.М., Журавлев С.Д. Современные источники электронной эмиссии для ламп бегущей волны миллиметрового и субмиллиметрового диапазонов // Успехи современной науки, 2016, №10, том 2, с. 126-139.
  7. Гилмор А.С., - мл. Лампы с бегущей волной, пер. с англ. А.Г. Кудряшова; под ред. Н.А. Бушуева - М.: Техносфера, 2013, 616 с.
  8. Кудинцева Г.А., Мельников А.И., Морозов А.В., Никонов Б.П. Термоэлектронные катоды.- М.: Энергия, 1966, 366 c.
  9. Крачковская Т.М., Сахаджи Г.В., Сторублев А.В., Пономарев А.Н Металлопористый катод и способ его изготовления // Заявка №2017122701 Рос. Федерация: МПК H01J9/04. заявитель АО «НПП «Алмаз»; приоритет 27.06.2017.
  10. Ворожейкин, В.Г., Набоков Ю.И., Козлов В.И., Андреев А.А. Устойчивость к отравлению металлопористых катодов // Электронная техника, сер. 1, Электроника СВЧ, 1975, №11, с.56-58.