Технологические основы разработки композиционных эмиттеров вторичных электронов для вакуумных изделий электронной техники

Современные аэрокосмические системы связи, средства радиолокационного обнаружения и контроля, телекоммуникационные сети, работающие в сверхвысокочастотном (СВЧ) диапазоне длин волн, базируются на мощных электровакуумных приборах магнетронного (М) типа. Использование в качестве источника электронов (катода) вторично-электронного композиционного эмиттера в приборах М-типа упрощает их конструкцию, увеличивает механическую прочность и экономичность и позволяет обеспечивать уникальные динамические характеристики. Являясь наиболее энергонагруженным узлом отпаянного вакуумного прибора, источник электронов в то же время должен определять и обеспечивать параметры магнетрона в целом.

В процессе работы прибора вторично-электронный эмиттер подвергается интенсивной бомбардировке, приводящей к разрушению его поверхности. Происходящие на композиционной эмиттирующей поверхности физические и физико-химические процессы к настоящему времени изучены недостаточно, хотя именно они лимитируют диапазон управления параметрами и долговечностью как катода, так и прибора. Разработка композиционных вторично-электронных эмиттеров и технологических основ их производства включает в себя актуальную проблему обеспечения стабилизации эксплуатационных характеристик в течение нескольких тысяч часов. Эта проблема определяет следующие направления изысканий:

— выявление основного комплекса свойств композиционной поверхности эмиттера, обеспечивающего устойчивость к долговременной электронной бомбардировке;

— разработка методов формирования металлоксидных композиций для электронных эмиттеров с заданными коэффициентом вторичной электронной эмиссии и величиной первого критического потенциала;

— разработка технологических основ создания на базе металлов и оксидов эмиттеров вторичных электронов с высоким коэффициентом вторичной электронной эмиссии и низкой величиной первого критического потенциала.

Реализация направлений возможна на основе:

— исследования физических, физико-химических особенностей поведения металлоксидных эмиттирующих композиций (композитов) в вакууме, в условиях воздействия электронной бомбардировки различной плотности и энергии, наблюдаемых в магнетронных приборах с холодными и квазихолодными катодами;

— разработки новых и применения общеизвестных и апробированных методов контроля электрофизических параметров композитов, определяющих их свойства, параметры и качество;

— выбора и изучения свойств модельных композиций для электронных эмиттеров, оптимизации конструкций и совершенствования технологических приемов изготовления катодов на основе таких эмиттеров и кернов.

Результаты выполненных исследований, изложены в 6 главах диссертационной работы.

Научная новизна данной работы заключается в том, что в ней впервые получены и детально исследованы композиционные эмиттеры на металлической основе со сложными оксидными соединениями и смесями. Созданы научные основы технологии изготовления таких эмиттеров и катодов на их основе для вакуумных сверхвысокочастотных приборов. Установлены закономерности изменения вторично-эмиссионных свойств композитов от температуры и длительности испытаний.

В результате проведенных исследований сформулированы следующие научные положения, выносимые на защиту:

— эмиссионные свойства вторично-электронных эмиттеров металлсложная оксидная добавка являются стабильными в течение 10 000 часов мощной электронной бомбардировки их поверхности благодаря введению в металлическую матрицу из тугоплавких, благородг.

10 ных или цветных металлов строго определенного количества химических соединений оксидов ЩЗМ или их смесей;

— высокий коэффициент вторичной электронной эмиссии и низкие значения первого критического потенциала таких эмиттеров обеспечивается их активированием в вакууме, а ограничение скорости их изменения под воздействием электронной бомбардировки обеспечивается протеканием физико-химических процессов на поверхности эмиттеров с участием кислорода;

— технологическими основами получения таких эмиттеров являются методы вакуумной порошковой металлургии и специальные методы, способы и режимы обработки.

Достоверность полученных в работе результатов подтверждается использованием дополняющих друг друга методов исследования и контроля различных физико-химических, электрофизических и технологических характеристик как композитов, так и поверхности эмиттеров (химический, спектральный масс-спектрометрический, рентгенои микроструктурный анализы, оптические методы, методы Оже-электронной спектроскопии и вторично-ионной спектроскопии), а также прямыми испытаниями модельных композиций и эмиттеров в вакуумных отпаянных и разборных макетах приборов, непосредственно в маг-нетронных усилителях в течение свыше 10 000 часов.

Практическая значимость работы заключается в том, что полученные результаты открывают возможность практического использования долговечных металлоксидных эмиттеров вторичных электронов в широком спектре вакуумных сверхвысокочастотных приборов, где требуются от катодов высокие значения коэффициента вторичной электронной эмиссии, низкие значения первого критического потенциала и термоэлектронной эмиссии. Проведенной работой создано научное направление в области технологии получения нового класса вторично-электронных эмиттеров.

Реализация в промышленности: параметрический ряд композиционных вторично-электронных эмиттеров и катодов типа ВЭК и ВТЭК освоен отечести венной промышленностью при производстве мощных магнетронных приборов с безмодуляторным питанием, выпускаемый по ТУ Яе0.734.000, ТУ Яе0.734.004, ТУ Яе0.734.007, ТУ ЯеО. ОЗ 1.048, ТУ Яе0.031.056, ТУ Яе0.731.005, ТУ ЯеО.731.006 и др.

Апробация работы и публикации. Основные результаты работы докладывались с 1970 г. по 2000 г. на отечественных и международных научно-технических конференциях, совещаниях и симпозиумах около 20 раз. По материалам диссертации опубликовано 33 статьи в журналах, издаваемых РАН, и в научно-технических сборниках центральных и отраслевых научных издательств. Технология получения, рецептура составов и конструктивные особенности выполнения композиционных вторичных эмиттеров защищены 13 авторскими свидетельствами на изобретение.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

.

В диссертации обобщены результаты разработок, комплексных исследований и использования эффективных композиционных материалов с активной фазой, представляющей собой сложные оксиды щелочных и щелочноземельных металлов, при изготовлении катодов для мощных ЭВП СВЧ. Проведенной работой оформлено научное направление в современной технологии эмиттеров вторичных электронов для нового класса вакуумных изделий электронной техники — мощных приборов М — типа с безмодуляторным питанием. Получены результаты, необходимые для создания физико-технологических основ разработки данных материалов и катодов на их основе. Выявлены закономерности в изменении свойств композиционных катодных материалов от состава, структуры, температуры и других факторов. Созданы технологические основы изготовления различных композиционных катодных материалов и компонентов катодов на их основе.

Полученные экспериментальные результаты позволили определить-следующие особенности свойств металлоксидных композиций: а) работа выхода электронов для катодов из композитов системы Ме — ВаО — ВеО зависит от общего содержания оксидов и от молярного соотношения между оксидами бария и бериллияб) работа выхода электронов понижается с увеличением содержания в оксидной массе оксида барияувеличение общего содержания керамической фазы в композите при сохранении её молярного состава приводит к увеличению разброса по работе выхода от образца к образцу с явно выраженной тенденцией к снижению работы выходав) работа выхода зависит от материала матрицыдля катодов на основе никеля, металла более активного чем платина, работа выхода ниже, чем для катодов на основе платиныо Т7 г) коэффициент вторичной электронной эмиссии, как и работа выхода, зависит от материала основы композита, общего содержания окислов бария и бериллия и молярного соотношения между ними-. д) при длительном облучении электронным потоком коэффициент вторичной электронной эмиссии остаётся большим у тех образцов, которые содержат оксид с большей молярной долей оксида бария, при этом КВЭЭ сплавов на основе платины выше, чем сплавов на основе никеляе) скорость уменьшения КВЭЭ при сохранении параметров облучения растёт с понижением температуры мишениж) образцы, КВЭЭ которых стал меньше 2 в процессе испытаний при пониженных температурах, могут быть реактивированны прогревомпоследующие испытания реактивированных образцов при более высоких температурах (Тм > 873 К) показывают, что их КВЭЭ длительное время остаётся >2- и) с повышением температуры мишени (Тм>-723 К) выделение образовавшегося при диссоциации бериллия падаетпри 1223−1373 К выделение бериллия практически прекращается- ~ к) в интервале температур 723−1173 К и плотностей бомбардирующих потоков от 20 до 60 мА/см2 наблюдается незначительный рост выделения кислородав этих же условиях выделение бария и оксида бария существенно меньше (<1 • 1(Г9 мм рт.ст.) — л) процесс миграции активного вещества становится заметным при температурах >873 Кпосле активировки на поверхности катода присутствуют эмиссионные центры с различной работой выхода.

При выборе экспериментальных методов обследования разрабатываемых эмиттеров можно исходить из того, что уже сам по себе многокомпонентный состав материалов и способ изготовления катодов предопределяют сложный механизм их работы.

Действительно, неравномерное распределение локальных эмиссионных токов по поверхности говорит в пользу того, что интерпретировать механизм работы металлоксидного катода в терминах* эквивалентного однородного.

338 эмиттера, с каким-либо одним механизмом электронной эмиссии невозможно. В качестве эмиссионных центров, формирующихся на рабочей поверхности катодов со сложной оксидной фазой, можно по меньшей мере рассматривать:

1. Бериллат и продукты его диссоциации;

2. Участки металлических зёрен, покрытые физически сорбированными плёнками бария, бериллия, кислорода, углерода в разных сочетаниях;

3. Кристаллиты оксида бария («шарики»), вырастающие на металлической подложке;

4. Двухмерные «миграционные» оксидные плёнки.

По современным представлениям существует два механизма поверхностной диффузии с весьма своеобразными названиями, удачно передающими их физическую сущность:

— механизм «перекати-поле" — -механизм «развёртывающегося ковра».

Сущность первого состоит в смещении атома на расстояние, превышающее межатомноевторой является по существу процессом твёрдофазного растекания и характеризуется тем, что процесс прекращается, когда активное вещество располагается на поверхности подложки в форме мономолекулярного слоя.

При выборе режимов активирования обнаружено, что образцы с более высокой пористостью, а также подвергнутые выдержке на атмосфере, активируются при более низких температурах. Снижение температуры активирования с ростом пористости можно объяснить увеличением скорости образования окисных пленок на рабочей поверхности катода за счет диффузии по порам.

Сравнение со свойствами широко применяющихся активных составов на основе оксидов щелочноземельных металлов позволяют сделать предположение, что особенности эмиссионных свойств металлоксидных бериллатных катодов обусловлены особенностями бериллата бария, прежде всего состоянием и процессами, происходящими на его поверхности.

Согласно современной модели классического оксидного катода на его поверхности существуют донорные центры, соответствующие как разным состояниям одного атома, так и донорные центры, обусловленные выходом на поверхность разных атомов решётки {Ва, 8 г, Са, 0). Если считать, что подобная картина верна и для системы ВаО-ВеО, то низкий уровень термоэмиссии бериллатных металл оксидных катодов, по-видимому, связан с тем, что в состав образующегося после активирования на поверхности оксида слоя с избыточным содержанием щелочноземельного металла входят и атомы бериллия, причём в тем большем количестве, чем больше содержание оксида бериллия. Учитывая заметное отличие электроотрицательностей бария и берилия (в единицах Полинга ХВа = 0,9, ХВе = 1,5), увеличение работы выхода металлоксидных композиций с увеличением содержания ВеО в бериллате, такое предположение представляется вполне правдоподобным.

Объёмное соотношение компонентов бериллатных катодов таково, что большую часть поверхности занимают зёрна металла. Однако, предположение, что эмиссионные свойства таких участков катода идентичны свойствам соответствующих чистых металлов, выглядело бы недостаточно обоснованным. Образование в результате диссоциации активного металлического бериллия (и, по-видимому, некоторого количества металлического бария) должно изменять состояние поверхности металлических зёрен матрицы катода. То, что при этом КВЭЭ металлокерамических композиций не характеризуется цифрами, свойственными сплавам типа Рг-Ва и Р1-Ве, свидетельствует лишь о существенном отличии состояния поверхности металла в металлоксидных катодах от такового для металлосплавных с оптимальной степенью покрытия адатомами. Кроме того необходимо иметь в виду, что в формировании слоя адатомов на поверхности металлических зёрен бериллатных катодов могут участвовать кислород (из остаточной атмосферы ЭВП и выделяемый самим эмиттером) и углерод. Возможность образования на поверхности эмиттера под электронным пучком углеродистых плёнок даже при давлении остаточных газов Ю-9 мм рт. ст. рассматривалась и обсуждалась различными авторами.

Возможные механизмы образования шариков (кристаллитов оксида бария) и их высокой эмиссионной способности отмечались и ранее.

Не исключено также, что определённую роль в образовании шариков может играть кристаллизационная и сорбированная вода. Специальные эксперименты по выяснению влияния влаги на бериллатный катод показали, что в процессе вакуумной обработки и тренировки прогидратировавшего катода на его поверхности могут вырастать трёхмерные образования шаровидной формы диаметром от нескольких единиц до нескольких сотен микрон, которые, сливаясь, в отдельных случаях достигают в размере 1−1,5 мм. Фазовый рентгеновский анализ показывает наличие в них преимущественно, Ва (ОН)2 и, частично, двойного трибериллата бария. По окончании обработки катода гидрат полностью переходит в оксид бария.

Высокая эмиссионная способность шариков может быть объяснена с помощью ряда гипотез:

1) шарик-микроскопический оксидный катод, возможно, с плёнкой бария на поверхности;

2) шарик имеет малую работу выхода за счёт размерного фактора;

3) автоэмиссией шариков за счёт сильного локального поля у их поверхности.

Тенденция к снижению работы выхода, наблюдавшаяся на образцах с повышенным содержанием бериллата, даже при сохранении в нём неизменным молярного соотношения оксидов бария и бериллия, связана, по-видимому, с тем, что с увеличением доли поверхности катода, приходящейся на зёрна оксида, создаются и более благоприятные условия для образования за счёт одного из перечисленных выше механизмов кристаллитов оксида бария.

Вероятность реализации четвёртого, из перечисленных типов эмиссионных центров, на наш взгляд, также достаточно велика. Непосредственное подтверждение миграции активного вещества по поверхности катода было получено в эмиссионном микроскопе. В отличие от шариков, формирующиеся в ре.

341 зультате миграции плёнки классифицировались нами, как двухмерные образования.

Анализ результатов испытаний металлоксидных катодов на срок службы позволяет процессы, протекающие в таких сложных системах, условно разбить на три основные области. 1-область, когда система ещё не пришла в динамическое равновесиев этот период сильно меняются характеристики эмиттераП-область нормальной работыП1-область, когда эмиттер перестаёт удовлетворять предъявляемым к нему требованиям.

Характерной особенностью металлоксидных катодов является относительно высокое начальное значение КВЭЭ. Это может быть связано с тем, что зёрна активного вещества в силу особенностей технологии изготовления металлоксидных прессованных катодов содержат небольшое количество дефектов. Размеры частиц оксидов относительно велики, и каждая из них «работает» независимо от других. Кроме того, протекающие во время активировки миграционные процессы значительно увеличивают площадь поверхности эмиттера, занятую активным веществом. В период активировки происходит также образование кристаллитов окиси бария.

Длительность 1 периода зависит от состава катода, условий активировки, мощности электронной бомбардировки и определяется, на наш взгляд, в основном, временем необходимым для разрушения миграционных плёнок и шариков. Высокие температуры прогрева при активировке, увеличение длительности выдержки приводят, вероятно, к формированию более мощных двух-и трёхмерных образований на поверхности эмиттера, что в свою очередь увеличивает время необходимое для их разрушения. И, напротив, при низких температурах и малых временах термообработки, вследствие замедления процессов диффузии и миграции, на поверхности эмиттера не успевает полностью сформироваться структура, характерная для образцов с высоким начальным уровнем вторичной электронной эмиссии.

Кроме описанной выше картины, необходимо учесть, что наблюдаемое в результате электронной бомбардировки уменьшение КВЭЭ на 1 этапе может.

342 быть связано также с тем, что концентрация дефектов в приповерхностных слоях частиц оксидов возрастает и в стационарном состоянии значительно превышает исходную.

Таким образом, пользуясь результатами проведённого выше анализа, можно качественно представить себе следующую схему работы металлоксид-ных катодов в условиях электронной бомбардировки.

На первом этапе в зёрнах оксида происходит накопление дефектов различного типа, а также разрушение миграционных плёнок и трёхмерных образований активного вещества на поверхности эмиттера. На втором этапе изменение КВЭЭ происходит, в основном, за счёт разрушения зёрен активного вещества. Состояние эмиттера на этом этапе можно характеризовать как достижение в зернах оксида равновесной концентрации дефектов и динамического равновесия между явлениями разрушения активного вещества и его восстановления. Скорость протекания этих процессов и величина установившегося в результате достижения динамического равновесия КВЭЭ определяются температурой мишени и параметрами облучения. .

Роль металлической матрицы сводится к обеспечению отвода заряда, возникшего при электронной бомбардировке, выравниванию температуры по всей рабочей поверхности, а также отводу теплоты от рабочей поверхности.

Выполненные эксперименты позволили обнаружить, что кривые, а = /(Ер) для металлоксидных катодов с оксидом бериллия и бериллатами бария имеют «размытый» максимум. По-видимому, как и для известных эмиттеров, такой ход зависимости, а = /(Ер) обусловлен характером их структуры и рельефом поверхности. Отражённые от зёрен металла электроны, число которых растёт с увеличением Ер, попадают на соседние зёрна оксида и выбивают вторичные электроны. Кроме того, так как поверхность шероховатая, не все электроны падают по нормали к поверхности. С увеличением же угла падения максимум на кривой а (Ер) сдвигается вправо. Усреднение по всем углам может несколько сгладить максимум.

Наблюдаемый при повышении температуры от 673 до 973 К рост КВЭЭ обусловлен, по-видимому, как уже ранее рассмотренными причинами, так и тем, что, на наш взгляд наиболее существенный вклад в температурный рост КВЭЭ вносят термоэлектроны. Это предположение, впервые высказанное Джонсоном для объяснения возрастания КВЭЭ окиси бария с температурой, основано на том, что добавочная, зависящая от температуры, эмиссия обеспечивается теми электронами, энергия которых недостаточна для немедленного выхода из твёрдого тела.

Рассматривая в целом весь комплекс исследований, можно утверждать, что для катодов с оксидом сложного состава существуют условия, при которых длительное время сохраняется относительно высокая концентрация активного вещества в приповерхностном слое. Необходимым условием для длительной стабильной работы металлоксидных катодов являются повышенные температуры. Катоды на основе платины, содержащие бериллат бария с соотношением ВаО. ВеО = 1:8 к количестве 3,6% по массе при 973 К обладают в течение более 2000 часов КВЭЭ на уровне 2,2−2,3 при плотности тока электронной бомбардировки 50 мА/см2(?р=1000 эВ). Ток термоэмиссии катодов указанного состава при 973 К не превышает 1 • 1 (Г6 А/см2. По эмиссионным свойствам такие катоды полностью удовлетворяют требования предъявляемые к катодам магнетронных усилителей с безмодуляторным питанием.

Бериллатные катоды на никель-рениевой основе отличаются более высоким уровнем термоэмиссии и меньшей устойчивостью к воздействию электронной бомбардировки. Плотность тока термоэмиссии катодов на никелевой основе, содержащих 3,6% по массе бериллата бария (ВаО.ВеО = 1:8), при 973 К в пять-семь раз превышает термоэмиссию катодов на основе платины. При температурах 873−973 К никелевые бериллатные катоды указанного состава обладают КВЭЭ > 2 в течение 2000 часов лишь при у, =20−30 мА/см2 (1000 эВ).

Как уже отмечалось, эмиссионные свойства сложных по своему химическому составу систем, в частности, систем оксидов, определяются, прежде всего, состоянием и процессами, протекающими в приповерхностном слое эмитте.

344 ра и непосредственно на его поверхности. Вместе с тем изучение энергетической структуры оксидов, в частности оптическими методами, могут дать дополнительную полезную информацию. Так, например, по ширине запрещённой зоны можно судить о величине потерь энергии вторичными электронами на их пути к поверхности. Благодаря значительной ширине запрещённой зоны возможен выход электронов с глубин в сотни атомных слоев у таких эффективных эмиттеров, какими являются диэлектрики и полупроводники, в то время как для металлов глубина выхода не превосходит десятков атомных слоёв.

Для материалов системы Ме-ВаОЫ20 существует оптимальное соотношение и содержание оксидов, при которых эмиссионные свойства материала наилучшие. Оптимальным содержанием оксидов является 6% по массе при соотношении Ва0: Ы20 = 1:1.

Изучение КВЭЭ в импульсном и статическом режимах показывает, что увеличение содержания оксидов свыше 6% приводит к снижению КВЭЭ при замерах в статическом режиме, по сравнению с результатами замеров в импульсном. Вероятной причиной такого снижения является подзарядка рабочей поверхности при бомбардировке.

Изменение эмиссионных характеристик под воздействием бомбардировки электронным потоком определяется следующими процессами:

— диссоциацией оксидных плёнок под влиянием температуры и электронной бомбардировки, как на поверхности материала, так и в его порах;

— изменением стехиометрического состава оксидных плёнок из-за различных скоростей диссоциации оксидов ЩМ и ЩЗМ под бомбардировкой;

— появлением в объёме оксидной фазы свободных атомов ЩМ и ЩЗМ, а также дефектов различного типа, служащих ловушками и центрами рассеяния для внутренних вторичных электронов. Число дефектов, образующихся в единицу времени в единице объёма материала, пропорционально плотности пучка электронов. Величина КВЭЭ зависит от числа дефектов, существующих в материале и создаваемых в процессе электронной бомбардировки. При значи.

345 тельных плотностях первичного тока на величину КВЭЭ также будет оказывать влияние неупругое взаимодействие медленных вторичных электронов со свободными, т. е. парные электрон-электронные взаимодействия. Свободные носители заряда, так же как и дефекты, будут играть роль рассеивающих кулонов-ских центров, изменяющих функцию распределения медленных внутренних вторичных электронов по энергии и вероятность их выхода в вакуум.

Одной из причин увеличения КВЭЭ после перерыва в электронной бомбардировке, выдержки на воздухе, а также дополнительных прогревов является окисление атомов металлов ЩМ и ЩЗМ. При прогреве происходит также и подактивирование образца, т. е. восстановление оксидных плёнок.

Скорость реакции окисления атомов металлов ЩМ и ЩЗМ увеличивается с увеличением парциального давления кислорода в объёме прибора. Восстановление плёнок за счёт окисления происходит с большей скоростью при увеличении рабочей температуры, т.к. при этом увеличивается скорость выхода атомов металла на поверхность.

Рост тока термоэмиссии можно объяснить появлением атомов ЩМ и ЩЗМ на поверхности материала основы и оксидных включений, т.к. известно, что атомы ЩМ и ЩЗМ, наносимые на рабочую поверхность, могут снижать работу выхода. При нагреве атомы металла испаряются с поверхности, что приводит к снижению тока термоэмиссии в течение некоторого времени. Увеличение плотности пучка первичных электронов и длительности бомбардировки приводит к росту числа атомов металла, образующихся в объёме, и более медленному спаду эмиссии. Влияние температуры имеет более сложный характер, т.к. при этом могут меняться скорости испарения и диффузии атомов металла, восстановления оксидных плёнок и степени покрытия ими рабочей поверхности. Кроме того, с изменением температуры меняется вероятность залечивания дефектов, образующихся при эксплуатации катода за счёт изменения подвижности продуктов диссоциации, что приводит к изменению КВЭЭ.

В целом результаты проделанной работы позволяют сделать следующее заключение:

1. Создано новое направление научных исследований — вторично-электронная эмиссия композиционных материалов металл + сложные оксидные соединения, — включающее новые методы исследований вторично-эмиссионных параметров (о, Ер1, долговечность^ в условиях близких к наблюдаемым в вакуумных приборах).

2. На основе экспериментальных исследований выявлены наиболее перспективные для использования в качестве вторично-электронных эмиттеров композиции с 2-:-10% по массе оксидов,.

— ВаО: ВеО =1:8 (здесь и ниже указаны молярные соотношения).

— Ва0: М§ 0:Ве0 =8:5:2;

— Ва0:]^0:Ве0 =3:5:6;

— Ва0:1л20 = 1:1;

— Ва0:1л20 = 1:5;

— ВаО: ВеО: М2Оъ =5:3:1.

3. Предложены и реализованы технологические основы разработки композиционных катодов на базе компонентов с резко отличными физико-химическими свойствами,'созданы технологии получения катодных материалов со структурой, обеспечивающей оптимальную эмиссионную способность и ее стабильность в условиях длительной бомбардировки мощными потоками электронов.

4. Технология получения композитов металл + сложные оксиды 1ЦМ и ЩЗМ и катодов на их основе внедрена в промышленное производство завода «Аметист».

5. Исследованы эмиссионные свойства и технические параметры композиционных катодных материалов. Исследованы факторы, определяющие стабильность и долговечность катодных материалов. Определены режимы их активирования, диапазон рабочих температур. Исследована работоспособность этих материалов в условиях воздействия электронной бомбардировки.

6. Найдены пути повышения стабильности эмиссионных свойств материалов в условиях воздействия дестабилизирующих факторов, в частности, путем вакуумной термической обработки.

7. Исследована взаимосвязь вторично-эмиссионных свойств композитов с составом и структурой поверхности. Установлено, что количественные параметры эмиссионных свойств определяются, в основном, содержанием активной оксидной фазы в объеме и степенью покрытия рабочей поверхности оксидными пленками.

8. Решена проблема нанесения материала эмиттера на цилиндрическую поверхность керна катода путем использования термокомпрессионной диффузионной сварки с разработкой специальных сварочных приспособлений.

9. Повышение надежности сварного соединения эмиттера с керном предложено осуществлять двумя путями, — нанесением на керн катода металла, защищающего керн от воздействия оксидной фазы эмиттера и введением углерода в зону взаимодействия материала эмиттера и керна.

10. Результатом разработки, как базовой технологии получения композитов, так и катодных узлов, явился выпуск технологической документации, включая технические условия на катоды.

— 11. Диссертационная работа способствовала освоению промышленного выпуска новых катодных материалов и катодов на их основе. Разработанные катодные материалы внедрены в изделия десяти наименований НИИ «Титан», ПО «Плутон», ПО «Тантал» .

Автор глубоко признателен научному консультанту, доктору технических наук, профессору кафедры ЭИУ1-КФМГТУ им. Н. Э. Баумана Коржавому А. П. и доктору физико-математических наук, профессору МГИЭМ (ТУ) Бондарен-ко Г. Г., при постоянном внимании и поддержке которых была выполнена настоящая работа.

Автор благодарит сотрудников отдела катодных материалов НИИМЭТ, кафедры материаловедения МГИЭМ (ТУ), кафедры электроники, информатики и управления КФ МГТУ им. Н. Э. Баумана, участвовавших в выполнении экспериментальных работ и в обсуждении ее результатов, помогавших в оформлении диссертации.