Разработка новых технологических процессов изготовления катодов для приборов СВЧ М-типа с безнакальным запуском тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.09.10, кандидат наук Тищенко Ольга Дмитриевна

• Тищенко Ольга Дмитриевна
• кандидат наук
• 2020

Оглавление диссертации кандидат наук Тищенко Ольга Дмитриевна

Введение

1 Аналитический обзор особенностей изготовления катодов СВЧ приборов М-типа

1.1 Катоды, применяемые в СВЧ приборах М-типа

1.2 Способы изготовления импрегнированных катодов

1.3 Конструктивные особенности импрегнированных катодов,

обеспечивающих мгновенную работу приборов М-типа

Выводы по первой главе

2 Исследование влияния электротермических режимов технологических процессов на качество импрегнированных катодов

2.1 Анализ причин высокой неоднородности электронной эмиссии, низкой долговечности и низкого процента выхода годных приборов

2.2 Исследование влияния режимов вакуумного электротермического процесса изготовления вольфрамовых матриц на качество импрегнированных катодов

2.3 Приготовление эмиссионно-активного вещества

2.4 Изготовление эмиссионных шайб

Выводы по третьей главе

3 Исследование режимов электротермических процессов обезгаживания

и пайки импрегнированных катодов

3.1 Исследование электротермического процесса обезгаживания импрегнированных катодов

3.2 Исследование электротермического процесса пайки импрегнированных

катодов

Выводы по второй главе

4 Экспериментальные исследования влияния электротермических режимов технологического процесса на параметры

импрегнированных катодов

4.1 Контроль эмиссионных параметров катодов

4.2 Исследование влияния технологии изготовления на устойчивость

импрегнированных катодов к механическим воздействиям

Выводы по четвертой главе

5 Внедрение результатов исследований и разработка конструкции

импрегнированного катода, обеспечивающего мгновенную готовность

и стабильную работу прибора М-типа на всём сроке службы

5.1 Разработка конструкции импрегнированного катода, обеспечивающего мгновенную готовность и стабильную работу прибора М-типа

5.2 Испытание импрегнированных катодов в макетах приборов М-типа

5.3 Испытания опытного образца прибора М-типа с импрегнированным

катодом

Выводы по пятой главе

ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

Приложение

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка новых технологических процессов изготовления катодов для приборов СВЧ М-типа с безнакальным запуском»

Актуальность работы.

Среди большого разнообразия выпускаемых отечественной и зарубежной промышленостью электровакуумных приборов важное место занимают магнетроны как генераторы микроволнового непрерывного и импульсного излучения. Благодаря удачному сочетанию таких эксплуатационных характеристик, как высокий коэффициент полезного действия (КПД), стабильность и надежность, высокий уровень выходной мощности генерируемых колебаний магнетроны нашли широкое применение в радиолокационных и навигационных системах, а также в различных отраслях народного хозяйства и медицине.

Стабильность и надежность работы магнетронов в значительной степени определяется соответствующими параметрами катодных узлов, подвергающихся в процессе работы интенсивной электронной и ионной бомбардировке.

Одним из важных требований, предъявляемых к радиолокационной аппаратуре, является практически мгновенное время готовности, которое реализуется при запуске вторично-эмиссионного катода за счет применения автоэмиссионного катода, не требующего дополнительного источника энергии для акта эмиссии электронов и практически мгновенным временем туннелирования электронов в вакуум.

Из известных катодов выпускаемых современной промышленностью наилучшими свойствами для маломощных приборов обладает импрегнированный катод. Однако применение таких катодов в приборах М-типа с мгновенной готовностью при 40-60 Вт входной импульсной мощности оказалось весьма затруднительным. Выход годных таких приборов, работающих в С-диапазоне, составляет порядка 50%, в то время как выход годных приборов такого же типа с входной мощностью в сотни ватт составляет порядка 80%.

Такой низкий выход годных приборов с малой входной мощностью определяется несовершенством технологии изготовления импрегнированного катода, требующей усовершенствования и модернизации с использованием современных электротехнологий: электротермический нагрев, индукционная пайка и т.д. В этой связи представляет интерес создание и совершенствование электротехнологических процессов изготовления импрегнированных катодов с повышенной долговечностью и увеличенным выходом годных приборов.

Степень разработанности темы исследования

Основные публикации, представляющие интерес для выбора электротехнологических процессов создания импрегнированных материалов принадлежат авторам: И. Ф. Кудрявцев, В. А. Карасенко, Ю.С. Архангельский, В.А. Коломейцев, И.К. Сатанов, С.В. Тригорлый, Т.Н. Шишмило, В.А. Сосунов, И.И. Артюхов. Проблемам катодной тематики приборов М-типа были посвящены работы Б.Ч. Дюбуа, В.Д. Котова, Н.П. Есаулова, В.П. Марина И.П. Ли и др.

Научные работы российских и зарубежных авторов в области технологии изготовления импрегнированных материалов решают проблемы, связанные с долговечностью и эмиссионной способностью вторично-эмиссионных катодов на основе импрегнированных материалов без учета аспекта увеличения выхода годных приборов.

Комплексный подход к разработке технологии изготовления импрегнированных катодов, основанный на применении электротехнологических процессов, позволит увеличить срок службы и выход годных маломощных приборов М-типа с мгновенной готовностью.

Учитывая необходимость в маломощных приборах с мгновенной готовностью, а также низкий процент выхода годных таких приборов, были сформулированы следующие цель и задачи исследования.

Цель работы - разработка и обоснование новой технологии изготовления импрегнированных холодных катодов, основанной на преобразовании электрической энергии для индукционной пайки и обезгаживания катодных

матриц, для получения большей долговечности, малого времени готовности и повышенного КПД приборов СВЧ М-типа

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

1. Провести анализ причин высокой неоднородности электронной эмиссии и установить влияние режимов технологических процессов изготовления импрегнированных материалов на эмиссионные свойства вторично-эмиссионных катодов.

2. Экспериментально исследовать влияние электротермических процессов обработки материалов на эксплуатационные характеристики катода прибора М-типа.

3. Разработать методику проведения технологического процесса индукционной пайки импрегнированных втулок с керном катода.

4. Разработать модель процесса вакуумной индукционной пайки импрегнированных втулок, позволяющую адекватно оценить основные параметры процесса.

5. Экспериментально исследовать закономерности процесса обезгаживания импрегнированных катодов, позволяющие определить допустимые температурные режимы их обезгаживания.

6. Определить рациональные режимы изготовления конструкцию катода, обеспечивающие мгновенную готовность прибора и долговечность работы не менее 6000 ч.

7. Разработать, изготовить и испытать опытные образцы приборов с разработанными катодами и сравнить его технологические и эксплуатационные параметры с параметрами базовых приборов.

Объект и предмет исследований:

Объект исследований - холодные импрегнированные катоды.

Предмет исследования - технология индукционной пайки и обезгаживания катодных матриц, позволяющая выбрать оптимальные режимы изготовления и конструкцию холодного катода, обеспечивающего мгновенную готовность маломощного прибора М-типа и долговечность работы не менее 6000 ч.

Научная новизна диссертационной работы заключается в следующем:

По специальности 05.09.10 - Электротехнология:

1. Предложена методика проведения технологического процесса индукционной пайки импрегнированных втулок с керном катода. Она позволяет увеличить выход годных маломощных СВЧ приборов М-типа на 10% за счет исключения брака при динамических испытаниях приборов и снизить время тренировки приборов в диодном режиме не менее чем на 50%.

2. Разработана новая аналитическая модель вакуумной индукционной пайки импрегнированных втулок, основанная на экспериментальных данных, которая учитывает двухслойную конструкцию катода и дает возможность адекватно оценить важные для контроля качества пайки параметры процесса, такие как средняя удельная проводимость и поверхностная мощность.

3. Обнаруженная экспериментальная зависимость температуры поверхности катода от времени процесса обезгаживания и потребляемой мощности позволяет оперативно определить допустимые температурные режимы процесса обезгаживания импрегнированных катодов и поддерживать требуемый диапазон изменения давления остаточных газов на операции обезгаживания катодного узла, при котором не происходит отравления катодов остаточными газами.

По специальности 05.27.02 - Вакуумная и плазменная электроника:

4. Обнаружен эффект самоорганизации лезвий танталовых шайб комбинированных вторично-эмиссионных катодов, достигаемый за счет расслоения кромок под действием термических напряжений и интенсивной ионной бомбардировки, который определяет и обеспечивает автоэлектронную эмиссию в начале каждого импульса и мгновенную готовность прибора к работе.

5. Предложена конструкция импрегнированного катода, обеспечивающая безнакальный запуск маломощного СВЧ прибора М-типа на всем сроке службы не менее 6000 ч, отличающаяся от конструкции лезвийных катодов созданием на рабочей поверхности импрегнированного вторично-эмиссионного катода конических выступов. Такая конструкция позволяет увеличивать срок службы

катода с 1000 до не менее 6000 часов за счет устойчивости выступов к интенсивной ионной бомбардировке (патент РФ № 189456).

Практическая значимость.

Результаты, полученные при проведении теоретических и экспериментальных исследований, позволили выбрать оптимальные режимы проведения электротермических процессов при изготовлении импрегнированных катодов. Результаты исследований были использованы при разработке современных и перспективных СВЧ ЭВП М-типа на предприятии АО Радиотехнический институт имени А.Л. Минца НПЦ-5.

Разработана технология изготовления импрегнированного материала и конструкция импрегнированного катода, позволяющие повысить выход годных приборов до 30%, повысить КПД прибора на 4% и увеличить срок службы прибора с 1000 до 6000 ч за счет их устойчивости к интенсивной электронной и ионной бомбардировке и микро разрядам.

Теоретическая значимость.

1. Сформулированы закономерности влияния параметров процесса обезгаживания импрегнированных катодов, таких как температура поверхности катода от времени процесса и потребляемой мощности.

2. Установлены связи срока службы автоэлектронных лезвийных катодов, обеспечивающих мгновенную готовность прибора к работе с деградацией кромок танталовых лезвийных катодов под действием термических напряжений и интенсивной ионной бомбардировки.

3. Разработана новая аналитическая модель вакуумной индукционной пайки импрегнированных втулок, основанная на экспериментальных данных, которая учитывает двухслойную конструкцию катода и дает возможность адекватно оценить важные для контроля качества пайки параметры процесса, как средняя удельная проводимость и поверхностная мощность.

Диссертация соответствует области исследования:

1 - Развитие общей теории передачи электромагнитной энергии в сложные среды, разработка методов физического и математического моделирования

явлений, возникающих при взаимодействии электромагнитного поля с веществом и конструктивными материалами технологических установок паспорта научной специальности 05.09.10 Электротехнология, разработанного экспертным советом ВАК Минобрнауки России по техническим наукам.

4 - Разработка новых технологических процессов для получения чистых металлов, сплавов с заданными физическими и химическими свойствами, в том числе для нужд полупроводниковой промышленности паспорта научной специальности 05.09.10 Электротехнология, разработанного экспертным советом ВАК Минобрнауки России по техническим наукам.

3 - Исследование и разработка новых конструкций приборов в целом или их отдельных узлов, а также совершенствование конструкций существующих вакуумных и газоразрядных приборов или их отдельных узлов с целью улучшения характеристик приборов паспорта научной специальности 05.27.02 вакуумная и плазменная электроника, разработанного экспертным советом ВАК Минобрнауки России по техническим наукам.

Методы и средства исследований.

В диссертационном исследовании использовались методы математического анализа, теории теплопроводности, методы компьютерного моделирования. Для подтверждения достоверности результатов исследования проводились экспериментальные исследования и апробация работы посредством испытаний катодов изготовленных по разработанной технологии в составе маломощных приборов М-типа.

Использования проводились на современном оборудовании: сканирующий электронный микроскоп высокого разрешения TESCAN серии MIRA 3 FEG SEM, установка контроля характеристик эмиссионных материалов, установка индукционной пайки ВЧ-50АВ, прецизионный токарно-винторезный станок LZ 250 SN, пирометр повышенной точности ТН5П, водородная печь ПВД 1.140x200-2200, установка для вакуумирования шихты. Динамические испытания приборов проводились при нормальных климатических условиях, установленных ГОСТ РВ 20.57.416 на стандартном оборудовании.

Научные положения и результаты, выносимые на защиту:

По специальности 05.09.10 - Электротехнология:

1. Предложенные технологические принципы пайки импрегнированных катодов индукционным методом отличаются от резистивного метода повторяемостью результатов и возможностью автоматизации процесса за счет высокой воспроизводимости выбранных режимов процесса пайки и исключения брака по растрескиванию импрегнированных втулок за счет равномерного прогрева во время пайки.

2. Предложенная автором методика приближенного моделирования процесса индукционной пайки импрегнированных втулок, в отличие от существующих методик учитывает двухслойную конструкцию катода и позволяет адекватно идентифицировать основные параметры катодной системы такие, как среднюю удельную проводимость импрегнированного материала и поверхностную мощность. Методика обеспечивает относительную простоту и приемлемую точность получаемых результатов и может быть использована при выборе требуемых параметром технологического процесса.

3. Полученная на основе экспериментальных данных зависимость параметров процесса обезгаживания импрегнированных катодов, таких как температура поверхности катода от времени процесса и потребляемой мощности позволяет определить допустимые температурные режимы обезгаживания импрегнированных катодов, а также поддерживать давление остаточных газов в требуемом диапазоне при котором не происходит отравление катода остаточными газами.

По специальности 05.27.02 - Вакуумная и плазменная электроника:

4. Разработанная конструкция импрегнированного катода обеспечивает возможность безнакального режима работы маломощного СВЧ прибора М-типа и обеспечивает срок службы не менее 6000 часов. Она отличается от конструкции лезвийных автоэмиссионных катодов наличием на рабочей поверхности конических выступов устойчивых к интенсивной электронной и ионной бомбардировке и микроразрядам (патент РФ №189456).

5. Предложенные технологические принципы изготовления импрегнированных катодов СВЧ приборов М-типа, при которых импрегнированные втулки изготавливаются из порошка W с его предварительным вакуумированием при температуре 400°С и давлении 5 10-4 Па перед прессованием, а пропитка вольфрамовых матриц проводится алюминатом 3ВаОА12О3СаО в водородной печи при температуре пропитки 1800°С в течении 3 мин., в отличие от известных методов изготовления, обеспечивают увеличение КПД прибора на 4% за счет увеличения тока эмиссии с матриц импрегнированных катодов обладающих упорядоченными размерами пор и равномерным распределением их по объему (патент РФ №182187).

Достоверность, обоснованность результатов, полученных в диссертационной работе, подтверждается получением воспроизводимых результатов при использовании различной аппаратуры и методов исследования, опытно-промышленной проверкой результатов и выводов работы, а также публикациями основных результатов диссертации в ведущих российских научных изданиях, входящих в перечень изданий, рекомендованных ВАК и представленных на всероссийских и международных конференциях и конкурсах.

Апробация работы.

Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на научно-практических конференциях и конкурсах:

• Международная научно-исследовательская конференции аспирантов и молодых ученых «Bringing science to life» (Саратов, 2015);

• Международной научной конференции «Математические методы в технике и технологиях» (Саратов, 2015);

• Международной научно-практической конференции «Инжиниринг Техно» (Саратов, 2015);

• Получен диплом за III место в конкурсе проектов в рамках IV Всероссийской школы молодых ученых (Санкт-Петербург, Санкт-Петербургский Политехнический университет Петра Великого, 2017);

• Получена грамота за II место по итогам Молодёжной конференции «Новые материалы и технологии в ракетно-космической, авиационной и других ведущих высокотехнологичных отраслях промышленности» (ФГБУ «Научно-исследовательский испытательный центр подготовки космонавтов имени Ю.А. Гагарина», Звездный городок, 2019);

• Получен диплом за I место по итогам V всероссийской молодежной научно-практической конференции «Орбита молодежи и перспективы развития российской космонавтики» (Госкорпорация «Роскосмос» на площадке БГТУ «ВОЕНМЕХ» им. Д. Ф. Устинова, г. Санкт-Петербург, 2019).

Автор является победителем конкурса 2013 года на получение стипендии Президента РФ для молодых ученых и аспирантов, а также является победителем Всероссийского инновационного конкурса «УМНИК-2015».

Внедрение результатов работы. Разработанные технологии, способ изготовления и конструкция импрегнированного катода внедрены в производство на АО «Радиотехнический институт имени академика А.Л. Минца» «НПЦ-5» (получен акт внедрения на АО «Радиотехнический институт имени академика А.Л. Минца» «НПЦ-5»).

Большая часть исследований проведена при выполнении гранта, предоставленного федеральным государственным бюджетным учреждением «Фонд содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере» на обеспечение выполнения научно-исследовательских работ в рамках реализации инновационных проектов на 2015 - 2016 годы, № 8997-ГУ2015.

Внедрение результатов работы. Разработанные технологии, способ изготовления и конструкция импрегнированного катода внедрены в производство на АО «Радиотехнический институт имени академика А.Л. Минца» «НПЦ-5» (получен акт внедрения на АО «Радиотехнический институт имени академика А.Л. Минца» «НПЦ-5»).

Большая часть исследований проведена при выполнении гранта, предоставленного федеральным государственным бюджетным учреждением «Фонд содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической

сфере» на обеспечение выполнения научно-исследовательских работ в рамках реализации инновационных проектов на 2015 - 2016 годы, № 8997-ГУ2015.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 18 работ из них 4 статьи в журналах, входящих в перечень ведущих рецензируемых изданий, рекомендованных ВАК Минобрнауки РФ, 1 работа в единой реферативной базе данных Scopus, 9 статей в научных сборниках и журналах, получено 3 патента на полезную модель РФ. Список публикаций приведен в конце автореферата.

Личный вклад автора заключается в постановке цели и задач исследований. Автор является исполнителем представленных экспериментальных исследований. Автор научного исследования принимал непосредственное участие во всех этапах подготовки диссертации, включая анализ теоретических положений и разработку методов решения связанного комплекса научно-практических задач и в проведение экспериментальных исследований. Исследование опирается на фактический материал, собранный и обработанный лично соискателем, включая результаты расчётов по предложенным методикам. Обсуждение полученных теоретических и экспериментальных результатов проводилось совместно с соавторами научных статей.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка использованной литературы, включающего 100 наименований и приложения. Диссертация изложена на 11 3 листах машинописного текста, содержит 59 рисунка и 15 таблиц.

1.1 Катоды, применяемые в СВЧ приборах М-типа

В приборах магнетронного типа широкое применение нашли вторично-эмиссионные и термоэмиссионные катоды, в свою очередь, их можно поделить на прямонакальные катоды и катоды косвенного накала. Прямонакальный катод выполняется в виде спирали, закрепленной на боковых экранах катода. Эмитирующая спираль в большинстве случаев изготавливается из торированного вольфрама. Концы спирали закрепляются на экранах высокотемпературным припоем. Конструкция такого катода представлена на рисунке 1 [58].

Рисунок 1 - Прямонакальный катод

Катод косвенного накала представляет собой керн катода, на внешней поверхности которого нанесено эмитирующее вещество, а во внутреннем канале керна помещается подогреватель (рисунок 2).

Рисунок 2 - Катод косвенного накала

Конструкция катода с косвенным накалом применяется при изготовлении таких катодов как: оксидный пленочный катод, импрегнированный алюминатный катод, синтерированный катод и др.

В приборах со скрещенными полями с известными классическими термокатодами под воздействием электронной бомбардировки окислы бария, иттрия и других металлов (эмиссионные вещества) диссоциируют, что приводит к обеднению поверхностного слоя катода, ухудшению его эмиссионных свойств и к снижению срока службы приборов.

Для обеспечения современных тенденций развития маломощных приборов магнетронного типа по пути обеспечения мгновенной готовности посредством безнакального запуска, повышения надежности, стабильности работы, увеличению срока службы до 6000 ч требуется разработка конструкции и разработка технологии изготовления импрегнированных катодов для усилителей прямой волны магнетронного типа, обеспечивающих выполнение данных требований.

В связи с потребностью создания высокоэффективных маломощных приборов магнетронного типа появилась потребность разработки катодов, удовлетворяющих вышеперечисленным требованиям. В последние годы в маломощных приборах М-типа сантиметрового диапазона длин волн нашли широкое применение импрегнированные катоды. Под импрегнированными катодами понимают катоды, эмитирующий слой которых представляет собой пористую губку из тугоплавкого металла, как правило, вольфрама пропитанного эмиссионно-активным веществом [59].

Способ изготовления импрегнированных катодов, впервые предложенный Леви, считается сложным и дорогим в исполнении. Типовая конструкция импрегнированного катода представлена на рисунке 3.

Рисунок 3 - Конструкция импрегнированного катод: 1 - керн катода, 2 - танталовый экран, 3 - вторично-эмиссионная шайба

Губку катода изготавливают из вольфрамового порошка ВЧДК. В некоторых случаях губку делают из смеси порошков вольфрама и молибдена, вольфрама и рения. Введение молибдена и рения уменьшает скорость испарения бария. В прессованных катодах в качестве восстановителя используют порошкообразный алюминий АВ-000.

Для обеспечения воспроизводимых свойств импрегнированных катодов исходные материалы должны обладать одинаковыми свойствами.

В качестве материалов для изготовления исходных веществ применяют карбонаты бария и кальция, окись алюминия, трехокись вольфрама, окись кремния, гидрат окиси алюминия чда и хч и металлический алюминий АВ-000.

Для пропитки спеченных вольфрамовых штабиков применяют бескислородную медь в виде стружки или отходов. При изготовлении штабиков из порошка в качестве связующего используют высокоочищенный парафин.

После меднения вольфрамового штабика из него вытачивают катод требуемой формы, затем вытравливают и испаряют медь. Закрепление губки а керне катода производят пайкой.

Эмитирующая губка в зависимости от конструкции катода и всего прибора может иметь различные геометрические размеры и форму, например катоды могут быть выполнены в форме втулок с ровной эмитирующей поверхностью (рисунок 4).

а б

Рисунок 4 - Импрегнированные катоды, имеющие ровную имитирующую поверхность: а - втулка импрегнированного катода, б - втулка импрегнированного катода установленная на керн

Пропитка губки активным веществом осуществляется в потоке сухого водорода (точка росы 223 К) при температуре 2000-2100 К. Катод нагревают токами высокой частоты или в водородной печи. Расплавленное активное вещество заполняет поры губки. Катод считается нормально пропитанным, если с противоположной стороны губки имеется избыток активного вещества, который перед монтажом удаляют.

Несмотря на то, что высокие термоэмиссионные свойства таких катодов оставляют за ним высокую технологическую нишу в электронной промышленности, стремление упростить способ Леви или создать катоды с большей плотностью тока эмиссии до сих пор не оставляет изобретателей.

Так фирмой «Varían Ass» предложен металлопористый катод для эмиттерных СВЧ-ламп [60]. Катод представляет собой металлическую губку, состоящую из прессованной смеси частиц вольфрама и иридия, пропитанных расплавленным алюминатом бария (ВаО, А12О3, СаО). Кроме того, в состав губки в качестве добавок могут входить окислы щелочноземельных металлов. Оптимальное количество Ir составляет 20%, а максимальная плотность тока - 10 А/см2.

Такой катод имеет дорогую и трудоемкую в изготовлении губку, что делает его неконкурентоспособным.

Несколько позже та же фирма «Varian Ass» запатентовала [61] катод, у которого для изготовления губки можно уменьшить применение Ir, Os, Ru, Re в качестве термоэмиссионно-активного материала.

Катод изготавливают следующим образом. Порошки W и Мо смешивают, прессуют и спекают в таблетку, которую потом обрабатывают. Далее делают смесь из ВаО, А12О3, СаО, Мо, Ir, Os, Ru, Re и нагревают ее до 1100°С в течение времени, необходимого для образования интероксидного соединения ВаО, А12О3, СаО, Мо. Затем алюминат щелочноземельного металла и интероксидное соединение смешивают и пропитывают таблетку.

Авторы этого изобретения считают, что такой катод может обеспечить

л

плотность тока эмиссии до 15 А/см , но это, во-первых, не принципиальное увеличение плотности тока эмиссии, а, во-вторых, сложность технологического процесса не снижалась, а возросла.

Альтернативой классическим импрегнированным катодам являются импрегнированные катоды в виде покрытий [62]. Однако катоды в виде покрытий встречаются редко. Это связано с тем, что в виде покрытия надо наносить тугоплавкий вольфрам с требуемой пористостью. Для этого, например, используют дуговые плазмотроны. В них в электрическую дугу выдувают инертным газом из межэлектродного пространства и в факел вводят порошок вольфрама заданного гранулометрического состава, который за время пребывания в факеле дуги размягчается, ускоряется и наносится на подложку, установленную

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Тищенко Ольга Дмитриевна, 2020 год

- КПД.

Измерения напряжения анода проводились с помощью предварительно откалиброванного емкостного делителя напряжения и осциллографа типа ТЭБ-2024В. Измерения импульсного анодного тока проводились с использованием предварительно откалиброванного трансформатора тока и осциллографа типа ТБ8-2024В.

Рисунок 57 - Функциональная схема динамических испытаний усилителя: 1 - вольтметр Э8027 0...10 В кл. 1,5; 2 - модулятор РП - 20; 3 - частотомер; 4 - накальный трансформатор (из штатной аппаратуры); 5 - амперметр Э8027 0..20 А кл. 1,5; 6 - миллиамперметр М42100 0.50 мА кл. 1,5; 7 - ответвитель; 8 - детектор типа М33401-12; 9 - осциллограф С1 - 96; 10 - дроссельная развязка (из штатной аппаратуры); 11 - источник входного сигнала (источником входного сигнала является изделие возбудителя из состава установки контроля параметров

изделий); 12 - аттенюатор; 13 - ответвитель; 14 - испытуемый прибор; 15 - волноводный ответвитель (из штатной аппаратуры); 16 - выходная нагрузка от ФВВК2 - 21 (из штатной аппаратуры); 17 - измеритель мощности М3 - 56; 18 - киловольтметр М2029 0-10-20 кВ кл. 1,5; 19 - коаксиально-волноводный

переход (из штатной аппаратуры)

Такой способ измерения вызван очень короткой длительностью наблюдаемых импульсов, другие методы измерения (пик-приставка, стрелочные приборы) имеют большие погрешности, вызванные паразитными индуктивностями и емкостями.

Ток накала измеряют амперметром класса не хуже 1.0. Напряжение накала измеряют вольтметром класса не хуже 1.0.

Входную мощность импульсную рассчитывают по формуле

Рвх = Кп Рвххр^ь Вт, (32)

где Кп - коэффициент, учитывающий ослабление направленного ответвителя и потери в измерительном тракте, в относительных единицах;

Рвхср - средняя входная мощность, измеренная ваттметром типа М3-56, Вт;

- скважность, определяемая по формуле (4)

Т_

О = Г

(33)

где Т - период следования импульсов ВЧ-огибающей, мкс;

х - длительность импульса ВЧ-огибающей, мкс, измеренная осциллографом TDS-2024В. Магнитное поле в пространстве взаимодействия усилителя измеряется с помощью макета магнитной системы и магнетометра.

Частота измеряется с помощью волномера РЧ-12 . КПД рассчитывается по формуле

л =

р —р

Р вых имп Рвх имп

1пип

100%, (34)

где 1а - ток анода;

иа - напряжение анода.

При проведении данной работы был опробован ряд экспериментальных катодов, изготовленных по имеющейся технологии, в составе прибора М-типа (таблицы 10-12) и ряд экспериментальных катодов, изготовленных по разработанной технологии (таблицы 13-15).

Испытания проводились при постоянной мощности входного сигнала равной 60 Вт. Испытания проводились в полосе частот С-диапазона по трем точкам (Бь Б2, Б3)

Таблица 10 - Результаты испытания катодов, изготовленных по имеющейся технологии, в составе прибора М-типа. На частоте

1 2 3 4 5

I, А и, кВ р р вых, кВт и, кВ р рвых, кВт и, кВ р рвых, кВт и, кВ р рвых, кВт и, кВ р рвых, кВт

1 2,05 0,01 2,07 0,02 2,03 0,01 2,05 0,02 4,10 0,10

1,5 2,09 0,12 2,20 0,15 2,08 0,14 2,09 0,17 4,31 0,50

2 2,30 0,19 2,41 0,23 2,28 0,22 2,30 0,21 4,45 1,23

2,5 2,52 0,27 2,60 0,56 2,50 0,54 2,52 0,47 4,47 1,72

3 2,80 0,60 2,83 0,62 2,78 0,60 2,80 0,63 4,59 2,02

Таблица 11 - Результаты испытания катодов, изготовленных по имеющейся технологии, в составе усилителя прямой волны М-типа. На частоте Б2.

1 2 3 4 5

I, А и, кВ р рвых, кВт и, кВ р рвых, кВт и, кВ р рвых, кВт и, кВ р рвых, кВт и, кВ р рвых, кВт

1 2,07 0,01 2,03 0,02 2,03 0,01 2,07 0,01 4,15 0,12

1,5 2,33 0,30 2,08 0,15 2,08 0,14 2,33 0,30 4,35 0,51

2 2,50 0,55 2,28 0,23 2,28 0,22 2,50 0,55 4,42 1,34

2,5 2,62 0,77 2,50 0,56 2,50 0,54 2,62 0,77 4,52 1,82

3 2,83 0,90 2,78 0,62 2,78 0,60 2,83 0,90 4,63 2,05

1 2 3 4 5

I, А и, кВ р р вых, кВт и, кВ р рвых, кВт и, кВ р рвых, кВт и, кВ р рвых, кВт и, кВ р рвых, кВт

1 2,07 0,01 2,03 0,01 2,05 0,01 0,02 2,03 4,03 0,13

1,5 2,33 0,30 2,08 0,14 2,09 0,12 0,15 2,08 4,30 0,65

2 2,50 0,55 2,28 0,22 2,30 0,19 0,23 2,28 4,39 1,21

2,5 2,62 0,77 2,50 0,54 2,52 0,27 0,56 2,50 4,43 1,91

3 2,83 0,90 2,83 0,62 2,80 0,60 0,62 2,78 4,45 2,42

Рисунок 58 - Результаты испытания катодов, изготовленных по имеющейся технологии, в составе прибора М-типа. На частотах Б1, Б2, Б3. Зависимость среднего коэффициента полезного действия от тока анода

1 2 3 4 5

I, А и, кВ р рвых, кВт и, кВ р рвых, кВт и, кВ р рвых, кВт и, кВ р рвых, кВт и, кВ р рвых, кВт

1 4,08 0,08 4,07 0,07 2,07 0,01 4,09 0,09 4,10 0,10

1,5 4,35 1,47 4,34 0,45 2,33 0,30 4,42 1,43 4,31 1,50

2 4,48 2,10 4,47 2,23 2,50 0,55 4,51 2,15 4,45 1,90

2,5 4,54 2,60 4,51 2,72 2,62 0,77 4,56 2,63 4,47 2,52

3 4,57 3,20 4,55 3,10 2,83 0,90 4,59 3,30 4,59 3,2

Таблица 14 - Результаты испытания катодов, изготовленных по разработанной технологии, в составе усилителя прямой волны М-типа. На частоте Б2

1 2 3 4 5

I, А и, кВ р рвых, кВт и, кВ р рвых, кВт и, кВ р рвых, кВт и, кВ р рвых, кВт и, кВ р рвых, кВт

1 4,02 0,12 4,05 0,15 2,12 0,1 4,03 0,13 4,04 2,14

1,5 4,28 0,65 4,28 0,70 2,15 0,3 4,30 0,65 4,28 2,17

2 4,40 1,94 4,41 1,96 2,31 0,7 4,39 1,91 4,35 2,41

2,5 4,43 1,90 4,45 2,72 2,42 1,0 4,43 2,61 4,44 2,58

3 4,46 3,10 4,47 3,24 2,50 1,1 4,45 3,15 4,47 3,12

1 2 3 4 5

I, А и, кВ р рвых, кВт и, кВ р рвых, кВт и, кВ р рвых, кВт и, кВ р рвых, кВт и, кВ р рвых, кВт

1 3,99 0,3 4,00 0,3 2,00 0,1 3,97 0,28 3,99 0,3

1,5 4,24 1,0 4,24 1,0 2,30 0,5 4,20 0,9 4,30 1,1

2 4,40 1,7 4,40 1,6 2,45 0,8 4,36 1,5 4,46 1,8

2,5 4,55 2,4 4,51 2,3 2,59 1,1 4,48 2,2 4,60 2,5

3 4,63 3,1 4,65 3,2 2,72 1,2 4,60 3,0 4,65 3,2

Рисунок 59 - Результаты испытания катодов, изготовленных по разработанной технологии, в составе прибора М-типа. На частотах Б1, Б2, Б3. Зависимость среднего коэффициента полезного действия от тока анода

Из таблицы 15 видно, что усилители 1, 2, 4 и 5 выдают необходимую выходную мощность, а усилитель 3 выдает не достаточное значение выходной мощности. Это соответствует предыдущим показаниям при испытании катодов в диодном режиме.

В результате исследований образцов автоэмиссионных катодов обнаружен эффект самоорганизации лезвий танталовых шайб комбинированных вторично-эмиссионных катодов за счет расслоения кромок под действием термических напряжений и интенсивной ионной бомбардировки, которые создают автоэлектронную эмиссию в начале каждого импульса и обеспечивают тем самым мгновенную готовность прибора.

Разработана конструкция импрегнированного катода, обеспечивающая мгновенную готовность работы прибора и позволяющая повысить выход годных приборов до 30 %, повысить КПД прибора на 4 % и увеличить срок службы прибора до 6000 часов за счет их устойчивости к интенсивной электронной и ионной бомбардировке и микроразрядам.

При проведении динамических испытаний макеты прибора М-типа с катодами, изготовленными по разработанной технологии, выдают эмиссионные характеристики, соответствующие ЧТУ на ЭВП М-типа.

Также при проведении динамических испытаний приборов было доказано, что разработанная технология изготовления импрегнированных алюминатных катодов значительно снижает ток утечки.

КПД усилителей М-типа с алюминатными импрегнированными катодами, изготовленными по разработанной технологии, увеличился до 23 %, а выход годных приборов - до 30 %.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ

В результате работы разработана новая технология изготовления импрегнированных холодных катодов, основанная на преобразовании электрической энергии для индукционной пайки и обезгаживания катодных матриц, для получения большей долговечности, малого времени готовности и повышенного КПД маломощных приборов СВЧ М-типа.

В ходе выполнения работы установлено следующее:

1. Установлено влияние режимов технологических процессов изготовления импрегнированных материалов на эмиссионные свойства вторично-эмиссионных катодов и выявлены причины высокой неоднородности электронной эмиссии заключающиеся в неравномерном распределении эмиссионно-активного вещества в объеме матриц.

2. Предложена методика проведения технологического процесса индукционной пайки импрегнированных втулок с керном катода, позволяющая увеличить выход годных маломощных СВЧ приборов М-типа на 10% за счет исключения брака при динамических испытаниях приборов и снижающая время тренировки приборов в диодном режиме не менее, чем на 50%.

3. На основе экспериментальных данных разработана новая аналитическая модель вакуумной индукционной пайки импрегнированных втулок, учитывающая двухслойную конструкцию катода и дающая возможность адекватно оценить важные для контроля качества пайки параметры процесса, как удельное сопротивление и поверхностная мощность.

4. Обнаруженная экспериментальная зависимость параметров процесса обезгаживания импрегнированных катодов таких как температура поверхности катода от времени процесса и потребляемой мощности позволяет оперативно определить допустимые температурные режимы обезгаживания импрегнированных катодов, а также поддерживать давление остаточных газов в требуемом диапазоне при котором не происходит отравление катода остаточными газами.

5. Обнаружен эффект самоорганизации лезвий танталовых шайб комбинированных вторично-эмиссионных катодов за счет расслоения кромок под действием термических напряжений и интенсивной ионной бомбардировки обеспечивающий автоэлектронную эмиссию в начале каждого импульса и мгновенную готовность работы прибора.

6. Предложенная конструкция импрегнированного катода, обеспечивает безнакальный запуск маломощного СВЧ прибора М-типа на всем сроке службы не менее 6000 ч и отличается от лезвийных катодов созданием на рабочей поверхности импрегнированного вторично-эмиссионного катода конических выступов в количестве не менее пяти с конусностью 0,5 - 0,8 %, позволяющая увеличивать срок службы катода с 1000 до не менее 6000 часов за счет устойчивости выступов к интенсивной ионной бомбардировке (патент РФ № 189456).

7. Изготовлены и испытаны опытные образцы приборов с разработанными катодами и проведен сравнительный анализ его технологические и эксплуатационные параметры с параметрами базовых приборов. В результате которого установлено, что удалось повысить выход годных приборов на 30%, повысить КПД прибора на 4% и увеличить срок службы прибора с 1000 до 6000 ч за счет устойчивости разработанных катодов к интенсивной электронной и ионной бомбардировке и микро разрядам.

8. Результаты, полученные при проведении теоретических и экспериментальных исследований, позволили определить режимы электротермических процессов изготовления импрегнированных катодов и были использованы при разработке современных и перспективных СВЧ ЭВП М-типа на предприятии АО Радиотехнический институт имени А.Л. Минца НПЦ-5.

1 Канащенков, А. И. Электронные СВЧ-компоненты - база настоящих и будущих радиолокационных систем / А. И. Канащенков, В. В. Копылов,

B. Я. Рогов // Электроника: Наука, Технология, Бизнес. - 2003. - № 7. - С. 26-29.

2 Ли, И. П. Стратегия развития катодной техники в современных условиях на примере ОАО «Плутон» / И. П. Ли, С. В. Калушин,

C. В. Комиссарчик // Вакуумная наука и техника: материалы XXI научно-технической конференции с участием зарубежных специалистов. - 2014. - С. 209214.

3 Алферов, Ж. И. История и будущее полупроводниковых структур / Ж. И. Алферов // Физика и техника полупроводников. - 1998. - Т. 32. Вып. 1. - С. 3.

4 Закурдаев, А. Д. Мощные малогабаритные и миниатюрные многолучевые клистроны для бортовых РЛС / А. Д. Закурдаев // Радиотехника. -2006. - № 3. - С. 31-33.

5 Борисов, Л. М. Мощные многолучевые электровакуумные усилители СВЧ / Л. М. Борисов, Э. А. Гельвич, Е. В. Жарый, А. Д. Закурдаев, Ю. А. Ковалев, Е. А. Котюргин, Г. В. Курилов, М. И. Лопин и др. // Электронная техника. - Сер. 1 . СВЧ-техника. - 1993. - Вып. 1 (455).

6 Бычков, С. И. Вопросы теории и практического применения приборов магнетронного типа / С. И. Бычков. - М.: Сов. радио, 1967. - 216 с.

7 Королев, А. Н. Опыт эксплуатации многолучевого клистрода (истрона) в телевизионном передатчике «Ильмень» / А. Н. Королев, М. И. Лопин, А. В. Бакуменко, Т. А. Мишкин, В. А. Рыжов // 625. - 2007. - № 3.- С. 1-8.

8 Вирин, Я. Л. Повышение долговечности генераторов малой мощности с металлопористым алюминатным катодом / Я. Л. Вирин, П. А. Андреев, Б. Ч. Дюбуа // Электронная техника. Сер. 1. СВЧ - техника». - 1979. - Вып. 7. - С. 80-82.

9 Нестеров, Д. А. Новый класс квазифрактальных двухзазорных резонаторов для многолучевых клистронов / Д. А. Нестеров, В. А. Царев // Радиотехника. - 2016. - № 7. - С. 87-91.

10 Белоус, А. И. СВЧ-электроника в системах радиолокации и связи / А. И. Белоус // Техническая энциклопедия: в 2 кн. - Кн. 1. - М.: Техносфера, 2016. - 688 с.

11 Быстров, Р. П. Функциональные устройства и элементная база радиолокационых систем / Р. П. Быстров // Радиоэлектроника. Наносистемы. Информационные технологии. - 2009. - Т. 1. - № 1-2. - С. 43-58.

12 Росновская, Л. А. Изготовление металлопористых катодов методом горячего прессования / Л. А. Росновская, С. К. Тареева, Г. А. Гаврилова // Электронная техника. - Сер. 7 Технология и организация производства и оборудование. - 1976. - Вып. 2. - С. 3-8.

13 Паничкина, В. В. Методы контроля дисперсности и удельной поверхности металлических порошков / В. В. Паничкина, В. В. Уварова. - Киев: Наукова думка, 1973. - 168 с.

14 Пат. 153442 Российская Федерация, МПК7 H 01 J 23/18. Двухзазорный выходной клистронный резонатор / Нестеров Д.А., Царев В.А.; заявитель и патентообладатель: ФГБОУ ВПО «СГТУ имени Гагарина Ю.А.». -№ 2014142657/07; заявл. 22.10.2014; опубл. 20.07.2015, Бюл. № 20. - 20 с.: ил.

1 5 Дюбуа, Б. Ч. Влияние структуры поверхности металлопористых катодов на их эмиссионные свойства / Б. Ч. Дюбуа, А. Г. Михальченков, О. В. Поливникова и др. // Электронная техника. - Сер. 1. СВЧ-техника.- 2012. -Вып. 1(512). - С. 25-34.

16 Броди, И. Испарение бария из импрегнированного катода / И. Броди, Р. О. Дженкинс // Эффективные термокатоды: сб. переводов. - М.; Л.: Госэнергоиздат, 1960. - Вып. 2. - С. 261.

17 Forman, R. Surface studies of barium and barium oxide on tungsten and its application to understanding the mechanism of impregnated tungsten cathode / R. Forman // J. of Appl. Phys. - 1976. - V. 48. - № 12. - Р. 5272-5279.

18 Forman, R. Use of auger spectroscopy in the evaluation of thermionic cathodes / R. Forman // IEEE Trans. Electron Devices. - 1977. - V. ED-24. - № 1. -Р. 56-61.

19 Forman, R. A proposed physical model for the imregnated tungsten cathode based on auger surface studies of the Ba-O-W system / R. Forman // Appl. Surface Science. - 1979. - V. 2. - № 2. - Р. 258.

20 Longo, R. T. Long life, high current cathodes / R. T. Longo // Electron Devices Meet., Washington, D. C. - 1978. - Р. 152-155.

21 Масленников, О. Ю. Эффективные термокатоды (конструкции и технологии): учеб. пособие / О. Ю. Масленников, А. Б. Ушаков. - Ч. 2. - М.: Изд-во МФТИ, 2003. - 129 с.

22 Вирин, Я. Л. Эмиссионные свойства металлопористых катодов на основе осмия / Я. Л. Вирин, Б .Ч. Дюбуа // Известия АН СССР. Сер. Физическая. -1979. - T. 43. - № 3. - С. 662.

23 Шрофф, Л. М. Импрегнированные катоды / Л. М. Шрофф, П. Паллюэл // Revue technique Jhonison. - CSF: Франция. - 1982. - С. 583-655.

24 Мельникова, И. П. Эмиссионные свойства металлопористых катодов / И. П. Мельникова, А. В. Лясникова, В.Н. Лясников // Физика волновых процессов и радиотехнические системы. - 2012. - Т. 15. - № 2. - С. 84-90.

25 Свойства и применение металлов и сплавов для электровакуумных приборов / под ред. Р.А. Нилендера. - М.: Энергия, 1973. -336 с.

26 Киселев, А. Б. Металлооксидные катоды электронных приборов / А. Б. Киселёв. - М.: Изд-во МФТИ, 2002. - 240 с.

27 Савицкий, Е.М. Электрические и эмиссионные свойства сплавов / под ред. Е.М. Савицкого. - М.: Наука, 1978. - 269 с.

28 Антонов, В. А. Технология электронных приборов / В. А. Антонов. -М.: Высш. шк., 1981. - 357 с.

30 Пат. 153442 Российская Федерация, МПК7 H 01 J 23/18. Двухзазорный выходной клистронный резонатор / Нестеров Д.А., Царев В.А.; заявитель и патентообладатель: ФГБОУ ВПО «СГТУ имени Гагарина Ю.А.». - № 2014142657/07; заявл. 22.10.2014; опубл. 20.07.2015, Бюл. № 20. - 20 с.: ил.

31 Вареха, Л. М. Термодинамический подход к оценке долговечности металлосплавных катодов / Л. М. Вареха, В. Н. Дмитриева, Т. Н. Резухина // Электронная техника. - Сер. 1. Электроника СВЧ. - 1989. - Вып. 8 (422). - С. 39.

32 Schoenbeck, L. Investigation of reactions between barium compounds and tungsten in a simulated reservoir hollow cathode environment / L. Schoenbeck // Partial Fulfillment of the Requirements for the Degree Master of Science in Materials Science and Engineering. - Georgia Institute of Technology. - February 2005. - 118 р.

33 Gartner, G. Emission properties of top-layer scandate cathodes prepared by LAD / G. Gartner, P. Geintter, A. Rit // Appl. Surf. Sci. - 1997. - No 111. - P. 11-17.

34 Козлов, В. И. Технология и свойства металлопористых катодов для СВЧ-приборов / В. И. Козлов // Обзоры по электронной технике. - Сер. 1. Электроника СВЧ. - М.: ЦНИИ «Электроника», 1980. - Вып. 6 (709). - 66 с.

35 Грицаенко, С. В. Многорезонаторные магнетроны с холодным вторично-эмиссионным катодом: достижения, проблемы, перспективы / С. В. Грицаенко, В. Д. Ерёмка, М. А. Копоть и др. // Радиофизика и электроника. -Харьков: Ин-т радиофизики и электрон. НАН Украины. - 2005. - № 10. - Спец. вып. - С. 3-37.

36 Ерёмка, В. Д. Разработка и исследование магнетронов в Институте радиофизики и электроники им. А. Я. Усикова и Радиоастрономическом институте НАН Украины / В. Д. Ерёмка, О. П. Кулагин, В. Д. Науменко // Радиофизика и электроника. - Харьков: Ин-т радиофизики и электроники НАН Украины. - 2004. - № 9. - Спец. вып. - С. 42-67.

37 Исследование электродинамических характеристик миллиметрового магнетрона КВЧ диапазона / Е. И. Булдаков, П. В. Ерошенко, В. П. Еремин // Электроника и вакуумная техника: Приборы и устройства. Технология. Материалы: материалы науч.-техн. конф. - Саратов, 2009. - С. 33-37.

38 Есаулов, Н. П. Разработка сандвич-структур для катодов мощных ЭВП СВЧ / Н. П. Есаулов, В. П. Марин // Наукоемкие технологии. - 2001. - Т. 2. - № 4. -С. 20.

39 Коржавый, А. П. Некоторые вопросы теории и разработки вторично-эмиссионных материалов: Обзоры по электронной технике. Сер. 6. Материалы / А. П. Коржавый, А. М. Рожков, А. Н. Прозоров и др. - М.: ЦНИИ «Электроника», 1985. - № 5.

40 Зоркин, А. Я. Влияние состава на эмиссионные свойства сложных оксидов / А. Я. Зоркин, О. А. Зоркина, А. А. Дворников // Вакуумная наука и техника: материалы Междунар. науч.-техн. конф. - М.: МИЭМ, 2006. - С. 48-52.

41 Зоркин, А. Я. Испарение сложных оксидов в вакууме и долговечность катодов / А. Я. Зоркин, О. Ю. Жевалев, Г. В. Конюшков // Актуальные проблемы электронного приборостроения: тр. Междунар. науч.-техн. конф. / СГТУ. -Саратов, 2006. - С. 389-394.

43 Гагаринский, А. В. Технология катодных узлов СВЧ приборов магнетронного типа коротковолновой части сантиметрового диапазона / А. В. Гагаринский, А. Я. Зоркин, С. В. Чесноков // Вакуумная наука и техника: материалы XVIII науч.-техн. конф. / под ред. Д.В. Быкова. - М.: МИЭМ, 2011. -С. 297-298.

44 Марин, В. П. Совершенствование техники получения низкотемпературных катодов для СВЧ ЭВП / В. П. Марин, П. А. Мирошников, Н. В. Ярцев // Электроника и вакуумная техника: Приборы и устройства. Технология. Материалы: материалы науч.-техн. конф. - Саратов, 2009. - С. 65-68.

45 Коржавый, А. П. Особенности формирования эмиссионной поверхности холодного катода для обеспечения его долговременной работы в квантовом приборе / А. П. Коржавый, В. И. Кристя // Электронная техника. -1991. - Сер. 6. Материалы. - № 6. - С. 48-49.

45 Тищенко, А. А. Металлокерамические и металлосплавные катоды в мощных амплитронах / А. А. Тищенко, А. Я. Зоркин, А. С. Мясников, О. Д. Тищенко, М. А. Приходько // Актуальные проблемы электронного приборостроения АПЭП-2016: материалы 12-й Междунар. науч.-техн. конф., Саратов, 22-23 сент. 2016 г. = 2016 International Conference on Actual Problems of

Electron Devices Engineering (APEDE' 2016): Conference Proceeding, Saratov, September 22-23, 2016 / СГТУ. - Саратов, 2016. - Т.2. - С. 576-580.

46 Пат. на полезную модель RU 176929, МПК H01J 9/12. Вторично-эмиссионный катод / А. А. Тищенко, А.С. Мясников, О. Д. Тищенко, А. Я. Зоркин; опубл. 02.02.2018 - Бюл. № 4. - 4 с.

47 Тищенко, А. А. Вторично-эмиссионный катод с водяным охлаждением / А. А. Тищенко, А. С. Мясников, О. Д. Тищенко, А. Я. Зоркин // Журнал радиоэлектроники. - 2018. - № 3 [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http: //j re.cplire.ru/j re/mar 18/2/text .pdf

48 Tishchenko, O. D. The development and optimization of manufacturing technology for impregnated aluminate cathode / О. D. Tishchenko; науч. рук. А. Ya. Zorkin ; конс. по языку A. V. Vozdvizhenskaya // Science and Technology proceedings of the International conference 2015, 14-16 May 2015, Saratov, Russia = Наука и техника: современные направления: материалы Междунар. науч. -практ. конф.,. Саратов, 14-16 мая 2015 г. - Саратов, 2015. - P. 113-116.

49 Нестеров, Д. А. Перспективы применения двухзазорных квазифрактальных резонаторов в мощных многолучевых клистронах с предельно высоким КПД / Д. А. Нестеров, В. А. Царев // Проблемы СВЧ электроники им. В.А. Солнцева 2017: сб. тр. III Всерос. науч.-техн. конф. 8-9 ноября 2017 г. / НИУ «Высшая школа экономики». - М., 2017. - С. 7-9.

50 Коузов, П. А. Основы анализа дисперсного состава промышленных пылей и измельченных материалов / П. А. Коузов. - Л.: Химия, 1987. - 262 с.

51 Пат. 2317445. ФРГ, HOI j 19/16 Standard Electrik Lorenz A.G.; заявл. 06.04.73; опубл. 06.04.73.

52 Мельникова, А. И. Металлопористые катоды с повышенной плотностью тока / А. И. Мельникова, Т. М. Новикова, И. А. Носкова и др. // Вопросы радиоэлектроники. - Сер. 1. Электроника. - 1965. - № 5. - С. 183-188.

53 Нилендер, Р. А. Свойства и применение металлов и сплавов для электровакуумных приборов / под общ. ред. Р. А. Нилендера. - М.: Энергия, 1973. -336 с.

54 Иванова, А. В. Катоды. Ч. IV. Подогреватели / А. В. Иванова и др. // Обзоры по электронной технике. - М.: ЦНИИ «Электроника», 1974. - Вып. 9 (254). - 38 с.

55 Пат. 54-36826 Япония, 99AII. HOI j 9/04 / Токё Сибаура Дэнки К.К.; заявл. 16.08.74; опубл. 12.11.79.

56 Пат. 49-93909 Япония, 99AII. HOI j 9/04 / Токё Сибаура Дэнки К.К.; Таканаси Ю.; заявл. 16.08.74; опубл. 12.11.79.

57 А.с. № 3318529/25-27 СССР, Н01 j 1/88. Припой для пайки металлопористых термокатодов / А. В. Морозов, А. И. Мельникова, Е. Д. Илюшина; заявл. 28.09.1981.

58 Мясников, А. С. Металлосплавные катоды для магнетронов миллиметрового диапазона с торцевой пушкой: дис. ... канд. техн. наук / А. С. Мясников; Сарат. гос. техн. ун-т. - Саратов, 2011.

59 Конюшин, А. В. Лазерные технологии в производстве микрокомпонентов / А. В. Конюшин, Г. В. Сахаджи // РИТМ. - 2011. - № 3 (61). -С. 40-42.

60 Приоритет 27.05.77 г., США, 800837, пат. Вел. 1586664, кл. HJD, H 01 j 1/14, 9/04 от 14.06.77

61 Приоритет 29.10.81, США, 316247, пат. Вел. 2109157 кл. HjD от 28.10.82, Фр. 2515869 H 01 j 1/20 от 29.10.82, ФРГ 3238817, Кл. H0j j 45/00 от 20.10.82

62 Бейнар, K. C. Металлопористые катоды со слоистой структурой / K. C. Бейнар, Я. Л. Вирин, Б. Ч. Дюбуа // Электронная техника. - Сер. 1. СВЧ -техника. - 1980. - № 5. - С. 58-60.

63 Смирнов, В. А. Высокоэффективные металлопористые (импрегнированные) катоды для электровакуумных приборов / В. А. Смирнов // Вакуумная наука и техника: Х Юбилейная научно-техническая конференция. -Крым, 2003. - Т. 2.

64 Приоритет 09.11.79, Фр. 7927715, пат. США 4393328, кл. 313-346R, H 01 j 1/14 от 12.07.83, Фр. 2469792, кл. H 01 j 1/13, 9/04 от 09.11.79.

65 Тищенко, О. Д. Формирование кромок автоэмиссионных шайб комбинированного катода маломощного усилителя прямой волны М-типа / О. Д. Тищенко, А. А. Тищенко, А. Я. Зоркин // Вопросы электротехнологии. -2016. - № 3 (12). - С. 16-20.

66 Пат. RU №2348641 C 07 F 7/02, C 07 F 7/44, B82B 3/00. Порошковый материал из оксида алюминия (варианты) и способы его получения / Бауэр Ральф; заявитель и патентообладатель: Сэнт-гобэн керамикс энд пластикс, инк. -№ 2007120885/15; заявл. 18.11.05; опубл. 08.06.06, Бюл. № 23 (II ч.). - 6 с.

67 Ирисова, К. Н. Носители катализаторов гидроочистки на основе активной окиси алюминия / К. Н. Ирисова, Т.С. Костромина, Б. К. Нефедов. - М.: ЦНИИТЭнефтехим, 1983. - 49 с.

68 Sato, K. An improved dispenser cathode / K. Sato, T. Sakura, C. Kimura. -1986. - Р. 59-64.

69 Тищенко, О. Д. Исследования химического и фазового состава эмиссионно-активного вещества импрегнированного катода маломощного прибора магнетронного типа / О. Д. Тищенко, А. А. Тищенко, А. Я. Зоркин // Вопросы электротехнологии. - 2017. - № 4(17). - С. 76-80.

70. Горбунова, Е. Н. Матрицы импрегнированных катодов / Е. Н. Горбунова, О. Д. Тищенко, А. Я. Зоркин // Вакуумная техника и технология: материалы восьмой Российской студенческой науч.-техн. конф. - Казань, 2017. -С. 147-148.

71 Тищенко, О. Д. Исследования направленные на получение матриц импрегнированных катодов с упорядоченными размерами пор и равномерным распределением их по объему / О. Д. Тищенко, А. Я. Зоркин // Инжиниринг техно 2015: сб. тр. III Междунар. науч.-практ. конф.: в 2 т. - Саратов, 2015. -Т. 2. - С. 51-56.

72 Тищенко, О. Д. Технология изготовления импрегнированных катодов для усилителей прямой волны м-типа с пониженной входной мощностью / О. Д. Тищенко, А. Я. Зоркин, И. В. Родионов, А. А. Тищенко // Вопросы электротехнологии. - 2016. - № 1 (10). - С. 116-118.

73 Тищенко, О. Д. Формирование кромок автоэмиссионных шайб комбинированного катода маломощного усилителя прямой волны М-типа / О. Д. Тищенко, А. А. Тищенко, А. Я. Зоркин // Вопросы электротехнологии. -2016. - № 3 (12).- С. 16-20.

74 Зоркин, А. Я. Парциальное газовыделение при откачке ЭВП / А. Я. Зоркин, Г. В. Сахаджи, А. С. Мясников, С. В. Семенов // Вакуумная техника и технология. - 2010. - Т. 20. - № 2. - С. 111-114.

75 Зоркин, А. Я. Теория и практика откачки мощных электровакуумных приборов / А. Я. Зоркин, Г. В. Конюшков, А. В. Гаранин // Электроника и вакуумная техника: приборы и устройства, технология, материалы: материалы науч.-техн. конф. / СГУ. - Саратов, 2004. - С. 90-92.

76 Дементиевская, Т. П. Исследование режимов обезгаживания ЭОС и активирование катодов в процессе вакуумной обработки / Т. П. Дементиевская, Ю. В. Мохов и др. // Электронная техника. - 1988. - Сер. 4. Электровакуумные и газоразрядные приборы. - № 1. - С. 69-71.

77 Фромм, Е. Газы и углерод в металлах / Е. Фромм, Е. Гебхард. - М.: Металлургия, 1980. - 712 с.

78 Розанов, Л. Н. Вакуумная техника / Л. Н. Розанов. - М.: Высш. шк., 1982. - 207 с.

79 Черепнин, Н. В. Основы очистки, обезгаживания и откачки в вакуумной технике / Н. В. Черепнин. - М.: Сов. радио, 1967. - 350 с.

80 Сушков, А. Д. Вакуумная электроника: физико-технические основы / А. Д. Сушков. - СПб.: Лань, 2004. - 464 с.

81 Aida, T. Emission life and surface analysis of barium-impregnated thermionic cathodes / T. Aida, Н. Tanuma, S. Sasaki et al. // Journal of Applied Physics. - 1993. - V. 74. -№ 11. - P. 6482-6487.

82 Мельникова, И.П. Эмиссионные свойства металлопористых катодов / И. П. Мельникова, В. Н. Лясников, А. В. Лясникова // Физика волновых процессов и радиотехнические системы. - Самара, 2012. - Т. 15. - № 2. - С. 84-90.

83 Фридрихов, С. А. Физические основы электронной техники. Учебник для вузов./ С. А. Фридрихов, С. М. Мовнин. - М.: Высш. шк., 1982. - 608 с.

84. Спиридонов, О. П. Фундаментальные физические постоянные: учеб. пособие для вузов / О. П. Спиридонов. - М.: Высш. шк., 1991. - 238 с.

85 Колобов, Ю. Р. Зернограничная диффузия и свойства наноструктурных материалов / Ю. Р. Колобов, Р. З. Валиев. - Новосибирск: Наука, 2001. - 232 с.

86 Перевезенцев, В. Н. О механизмах самодиффузии в границах зерен с неупорядоченной атомной структурой / В. Н. Перевезенцев // ЖТФ. - 2001. -Т. 71. - Вып. 11. - С. 136-138.

87 Перевезенцев, В. Н. Единый подход к описанию диффузии в равновесных и неравновесных границах зерен / В. Н. Перевезенцев // ФММ. -2002. - Т. 93. - № 3. - С. 1-19.

88 Борисов, В. Т. О связи коэффициентов диффузии с энергией границ зерен / В. Т. Борисов, В. М. Голиков, Г. В. Щербединский // ФММ. - 1964. - Т. 17. -№ 6. - С. 881.

89 Перевезенцев, В. Н. Анализ влияния пластической деформации на диффузионные свойства границ зерен / В. Н. Перевезенцев, А. С. Пупынин, Ю. В. Свирина // ФММ. - 2005. - Т. 100. - № 1. - С. 17-23.

90 Хмара, В. А. К вопросу о долговечности материалов анодов мощных импульсных электронных приборов / В. А. Хмара // Электронная техника. - Сер. 1. Электроника СВЧ. - 1971. - Вып. 1. - С. 77-82.

91 Коваленко, В. Ф. Теплофизические процессы и электровакуумные приборы / В. Ф. Коваленко. - М.: Сов. радио, 1975. - 216 с.

92 Сливков, И. Н. Процессы при высоких напряжениях в вакууме / И. Н. Сливков. - М.: Энергия, 1986. - 326 с.

93 Редега, К. П. Изменение структуры поверхности катодов в процессе длительной эксплуатации / К. П. Редега, Д. И. Ширяева, Г. Ф. Лоренц // Электронная техника. - 1988. - Сер. 6. Материалы. - № 2. - С. 19-22.

94 Автоэлектронная и взрывная эмиссия из графеноподобных структур / Г. Н. Фурсей, М. А. Поляков, А. А. Кантонистов, А. М. Яфясов, Б. С. Павлов,

B. Б. Божевольнов // Журнал технической физики. - 2013. - Т. 83. - Вып. 6. -

C. 71-77.

95 Заявка №2017122701 Рос. Федерация: МПК H01J9/04. Металлопористый катод и способ его изготовления / Крачковская Т. М., Сахаджи Г. В., Сторублев А. В., Пономарев А. Н.; заявитель: АО «НПП «Алмаз»; приоритет 27.06.2017.

96 Design and Field Emission Test of Carbon Nanotube Pasted cathodes for Traveling-Wave Tube Applications / Kim H J., Choi J.J., Han J.-H., Park J.H., Yoo J.-B. // IEEE Trans. оп Electron Dev. - 2006. - V. 53. - № 11. - Р. 26-74.

97 Whaley, D. R. 100W Operation of a Cold Cathode TWT / D. R. Whaley // IEEE Trans. On Electron Dev. - 2009. - V. 56. - № 5. - P. 896-905.

98 Пригожин, И. Современная термодинамика / И. Пригожин, Д. Кондепуди. - М.: Мир, 2002. - 461 с.

99 Современные источники электронной эмиссии для ламп бегущей волны миллиметрового и субмиллиметрового диапазонов / Н. А. Бушуев, Г. В. Сахаджи, Т М. Крачковская, С. Д. Журавлев // Успехи современной науки. -2016. - № 10. - Т. 2. - С. 126-139.

100 Гилмор, А. С.-мл. Лампы с бегущей волной / А. С. Гилмор-мл., пер. с англ. А.Г. Кудряшова; под ред. Н.А. Бушуева. - М.: Техносфера, 2013. - 616 с.

РАДИОТЕХНИЧЕСКИЙ

ИМЕНИ АКАДЕМИКА Л.Л. МИ

АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО

МИНЦА

ИНСТИТУТ V

Ул. 8 Марта, л. 10. стр.I. Москва. 1:7081 Гелефом: -7(445)612-44-44 Факс: ■ 7(445| 614-116-62 h-mail: intii'H rti-uinls.ru ОКНО 114984.11.Ol I'll I(1277.1412.18.11. ИНН КПП 771.1(Н)641Ч 771.101001

УТВЕРЖДАЮ

ПЦ-5 АО РТИ

. В. Волошкин

2018 г.

АКТ ВНЕДРЕНИЯ

результатов диссертационной работы инженера-технолога отдела разработки мощной высоковольтной СВЧ аппаратуры и ее компонентов АО РТИ НПЦ-5

Тищенко Ольги Дмитриевны

Настоящим подтверждаем, что результаты исследования, полученные Тищенко О. Д. при выполнении диссертационной работы, касающиеся влияния электротермических процессов обработки на физические и эксплуатационные характеристики импрегнированных катодов приборов магнетронного типа, обладают актуальностью и представляют практический интерес при разработке СВЧ приборов.

Результаты диссертационной работы внедрены в производство СВЧ ЭВП.

Предполагается дальнейшее развитие и использование результатов диссертационной работы Тищенко О.Д. в рамках будущих исследований, связанных с разработкой СВЧ приборов нового поколения.

Начальник отд. 503

Ведущий технолог

Белова И. В.