Монокристалічні катоди з гексабориду лантану та електронно-променеві установки технологічного призначення

Монокристалічні катоди з гексабориду лантану та електронно-променеві установки технологічного призначення
Ключеві слова
Нові речовини та матеріали Машинобудування Ракетно-космічна техніка Приладобудування

Опис
Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут" пропонує нові види керамічних термоемісійних катодів з монокристалічного гексабориду лантану, високоякісні структурно досконалі монокристали боридів рідкоземельних металів, а також спрямовано армовані керамічні матеріали.
Монокристалічні катоди з LaB6, що використовуються в приладах технологічного призначення дозволяють позбавитися від таких ефектів нестабільної роботи полікристалічних катодів, які пов'язані з розвиненою сіткою границь зерен та геометричною і хімічною неоднорідністю поверхні, збільшити потужність і покращити просторово-геометричні параметри електронних пучків за допомогою використання анізотропії емісійних властивостей гексаборид лантану.
Також пропонується оригінальний дизайн і оригінальна технологія виготовлення катодних вузлів прямого накалювання для електронно-зондового аналізу з емітерами виготовленими з монокристалічного гексабориду лантану, які нероз’ємно з’єднані з металевими або керамічними струмопідводами в процесі зварювання і пайки, що забезпечує стабільність і повторюваність емісійних та просторово-геометричних характеристик від катода до катода як на стадії виробництва, так і в процесі тривалої роботи.
Ми також можемо виробляти катоди та катодно-підігрівні вузли з гексабориду лантану в формі трубок, кілець, стержнів та інших більш складних форм методами пресування та подальшого спікання, плазмового напилення і високотемпературного ущільнення попередньо очищеного монокристалічного порошку, а також за допомогою поєднання монокристалічних вставок з полікристалічною матрицею.

Новизна інновації:
Застосування монокристалічних катодів з орієнтацією емісійної поверхні (100) в установках зварювання без зміни дизайну і просторово-геометричних параметрів електронних гармат дозволяє:
• збільшити в 2-2,5 рази термін служби катодів в порівнянні з полікристалічними гарячепресованими;
• збільшити до 20-30% резерв електронного пучка по струму;
• зменшити діаметр пучка і забезпечити стабільність його геометричних розмірів у всьому діапазоні зміни параметрів фокусуючих пристроїв електронної гармати;
• збільшити глибину проплавлення за рахунок збільшення питомої потужності електронного пучка на 20-25%;
• знизити теплове навантаження на конструкційні елементи пристрою катода і гармати в цілому;
• підвищити стабільність струму по поперечному діаметру електронного пучка;
• знизити термічні напруження в зварюваному матеріалі;
• підвищити стабільність геометричних розмірів і форми зварного шва.

Опис проблеми:
Підвищення продуктивності роботи обладнання завдяки більш довгому періоду безперервної роботи електронно-променевих установок між замінами катодів. Підвищення точності обробки завдяки більш стабільним емісійним і просторово-геометричним характеристикам. Підвищення енергоефективності обладнання завдяки використанню монокристалічних катодів з орієнтацією (001), що має найменшу роботу виходу електронів.

Стадія розробки інновації:
Розробка завершена з підтвердженими результатами

Альтернативна сфера застосування:
Екологія;
Медицина:
• томографія,
• фармакологія,
• виробництво ізотопів.