RU2647487C1 - Electronic sealed-off gun for electron stream discharge from the vacuum region of the gun to atmosphere or other gas medium - Google Patents
Electronic sealed-off gun for electron stream discharge from the vacuum region of the gun to atmosphere or other gas medium Download PDFInfo
- Publication number
- RU2647487C1 RU2647487C1 RU2016137647A RU2016137647A RU2647487C1 RU 2647487 C1 RU2647487 C1 RU 2647487C1 RU 2016137647 A RU2016137647 A RU 2016137647A RU 2016137647 A RU2016137647 A RU 2016137647A RU 2647487 C1 RU2647487 C1 RU 2647487C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gun
- window
- electron
- holes
- diamond
- Prior art date
Links
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 claims abstract description 40
- 239000010432 diamond Substances 0.000 claims abstract description 40
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims abstract description 12
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims abstract description 12
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims abstract description 10
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 9
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 10
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 5
- 108700028369 Alleles Proteins 0.000 claims 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 6
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 abstract description 2
- 239000003814 drug Substances 0.000 abstract description 2
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 abstract description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 abstract description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 abstract description 2
- 230000001954 sterilising effect Effects 0.000 abstract description 2
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 6
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 4
- 238000013461 design Methods 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 3
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical class [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 2
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 2
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 2
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052790 beryllium Inorganic materials 0.000 description 1
- ATBAMAFKBVZNFJ-UHFFFAOYSA-N beryllium atom Chemical compound [Be] ATBAMAFKBVZNFJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 238000004134 energy conservation Methods 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 230000008646 thermal stress Effects 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J23/00—Details of transit-time tubes of the types covered by group H01J25/00
- H01J23/02—Electrodes; Magnetic control means; Screens
- H01J23/06—Electron or ion guns
Landscapes
- Electron Sources, Ion Sources (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к электронной технике, а именно к электронным отпаянным пушкам, предназначенным для вывода электронного потока из вакуумной области пушки в атмосферу или иную газовую среду, и может быть использовано в полупроводниковой электронике для создания мощных миниатюрных структур, в квантовой электронике при изготовлении электроионизационных лазеров, в медицине для стерилизации инструментов и поверхности биологических объектов, в плазмохимии для полимеризации, ускорения медленно протекающих химических реакций, а также в других областях техники.The invention relates to electronic equipment, namely to electronic sealed guns, designed to output the electron stream from the vacuum region of the gun into the atmosphere or other gas medium, and can be used in semiconductor electronics to create powerful miniature structures, in quantum electronics in the manufacture of electroionization lasers, in medicine for sterilization of instruments and the surface of biological objects, in plasma chemistry for polymerization, acceleration of slow-moving chemical reactions, as well as e in other areas of technology.
В большинстве существующих электронных отпаянных пушек вывод высокоскоростного потока электронов из вакуумной области пушки наружу осуществляется через тонкую металлическую фольгу, при прохождении которой электроны выделяют в ней часть своей энергии, что приводит к перегреву фольги, ограничивая плотность мощности пушки (Вт/см2). У металлов, используемых в качестве материала фольги, - титана, бериллия и др. коэффициент теплопроводности не превышает λ=2 Вт/см К, что требует импульсного режима работы и не позволяет поднять среднюю плотность мощности электронной отпаянной пушки более 10 Вт/см2 при средней плотности тока 30-100 мкА/см2 /Симонов К.Г. Электронные отпаянные пушки. М.: Радио и Связь, 1985, 125 с./.In most existing electronically sealed guns, a high-speed stream of electrons is removed from the vacuum region of the gun to the outside through a thin metal foil, during which the electrons release part of their energy in it, which leads to overheating of the foil, limiting the power density of the gun (W / cm 2 ). For metals used as the foil material — titanium, beryllium, etc., the thermal conductivity does not exceed λ = 2 W / cm K, which requires a pulsed mode of operation and does not allow raising the average power density of the electronically sealed gun to more than 10 W / cm 2 at average current density 30-100 μA / cm 2 / Simonov K.G. Electronic sealed guns. M .: Radio and Communication, 1985, 125 pp. /.
Для повышения средней плотности мощности электронной отпаянной пушки применяют форсированные (принудительные) способы охлаждения фольги, например, используя каркас из металлических трубок, имеющих тепловой контакт с фольгой, по которым протекает вода /Там же/.To increase the average power density of the electronically soldered gun, forced (forced) methods of cooling the foil are used, for example, using a frame made of metal tubes having thermal contact with the foil through which water flows / Ibid /.
Недостатками устройств, использующих принудительное водяное охлаждение, является то, что поток тепла ограничен теплопроводностью материала фольги, а также громоздкостью и сложностью конструкции.The disadvantages of devices using forced water cooling is that the heat flux is limited by the thermal conductivity of the foil material, as well as the bulkiness and complexity of the design.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является электронная отпаянная пушка для вывода электронного потока из вакуумной области пушки в атмосферу или иную газовую среду, включающая корпус в виде металлической трубы, в торцевой части которой расположено окно вывода электронов, выполненное из теплопроводящего диэлектрика, в частности алмаза, переменной толщины по площади окна и вакуумно-плотно соединенное с опорным основанием окна, токопроводящее покрытие на обращенной к катоду поверхности окна и электрически связанное с опорным основанием и корпусом пушки, расположенные в корпусе соосно катод, продольная ось которого параллельна продольной оси окна вывода электронов, и фокусирующие электроды /Патент РФ №2590891/.The closest in technical essence and the achieved result is an electronically sealed gun for removing the electron beam from the vacuum region of the gun into the atmosphere or other gas medium, including a housing in the form of a metal pipe, in the end part of which there is an electron exit window made of a heat-conducting dielectric, in particular diamond, of variable thickness over the window area and vacuum-tightly connected to the supporting base of the window, conductive coating on the window surface facing the cathode and electrically ki associated with the support base and the housing gun disposed in the housing coaxially to the cathode, the longitudinal axis of which is parallel to the longitudinal axis of the output window electron focusing electrodes and / Patent RF №2590891 /.
Это техническое решение при использовании алмаза позволяет увеличить пропускаемую среднюю плотность мощности в несколько раз (до 50 Вт/см2) и даже работать в непрерывном режиме.This technical solution when using diamond allows you to increase the transmitted average power density several times (up to 50 W / cm 2 ) and even work in continuous mode.
Недостатками данной пушки являются сложность технологии изготовления алмазного выводного окна и его невысокая надежность при эксплуатации, так как алмаз - хрупкий материал и имеет низкий коэффициент температурного расширения, что приводит к возникновению больших термических напряжений в области спая алмаза с опорным основанием окна, выполняемого, как правило, из нержавеющей стали, коэффициент температурного расширения которой в 15 раз больше / Физические величины: Справочник /А.П. Бабичев, Н.А. Бабушкина и др. Под ред. И.С. Григорьева. - М.: Энергоатомиздат, 1991. - 1232 с./.The disadvantages of this gun are the complexity of the manufacturing technology of the diamond exit window and its low reliability during operation, since diamond is a brittle material and has a low coefficient of thermal expansion, which leads to high thermal stresses in the area of the diamond junction with the supporting base of the window, which is usually performed , stainless steel, the coefficient of thermal expansion of which is 15 times greater / Physical quantities: Reference / A.P. Babichev, N.A. Grandmother and others. Ed. I.S. Grigoryeva. - M.: Energoatomizdat, 1991 .-- 1232 p. /.
К недостаткам данной пушки следует также отнести ограничение ее интегральной мощности, обусловленное максимальным размером производимых современной промышленностью алмазных пластин, который в настоящее время не превышает 100 мм.The disadvantages of this gun should also include the limitation of its integral power, due to the maximum size of diamond plates produced by modern industry, which currently does not exceed 100 mm.
Кроме того, существенным недостатком использования алмазного выводного окна является увеличение стоимости пушки.In addition, a significant disadvantage of using a diamond exit window is an increase in the cost of the gun.
Задачей изобретения является устранение вышеуказанных недостатков.The objective of the invention is to remedy the above disadvantages.
Техническим результатом предложенного технического решения является повышение надежности и упрощение технологии при сохранении высокой средней плотности мощности на уровне прототипа.The technical result of the proposed technical solution is to increase reliability and simplify the technology while maintaining a high average power density at the prototype level.
Указанная задача решается, а технический эффект достигается за счет того, что в электронной отпаянной пушке для вывода электронного потока из вакуумной области пушки в атмосферу или иную газовую среду, включающей корпус в виде металлической трубы, в торцевой части которой расположено сплошное окно вывода электронов, содержащее, по крайней мере, одну алмазную пластину и вакуумно-плотно соединенное с опорным основанием окна, токопроводящее покрытие на обращенной к катоду поверхности окна и электрически связанное с опорным основанием и корпусом пушки, расположенные в корпусе соосно катод, продольная ось которого параллельна продольной оси окна вывода электронов и фокусирующие электроды, окно вывода электронов также содержит пластину со сквозными отверстиями, выполненную из теплопроводящего материала с коэффициентом теплопроводности более 4 Вт/см К, и вакуумно-плотно соединенную с каждой алмазной пластиной, при этом толщина пластины со сквозными отверстиями больше толщины алмазной пластины.This problem is solved, and the technical effect is achieved due to the fact that in the electronically sealed gun to remove the electron beam from the vacuum region of the gun into the atmosphere or other gas medium, including a casing in the form of a metal pipe, in the end part of which there is a solid window for electron output containing at least one diamond plate and vacuum-tightly connected to the supporting base of the window, a conductive coating on the surface of the window facing the cathode and electrically connected to the supporting base and gun housing located in the housing coaxially with the cathode, the longitudinal axis of which is parallel to the longitudinal axis of the electron output window and focusing electrodes, the electron output window also contains a plate with through holes made of heat-conducting material with a thermal conductivity of more than 4 W / cm K, and vacuum-tight connected to each diamond plate, wherein the thickness of the plate with through holes is greater than the thickness of the diamond plate.
Окно вывода электронного потока содержит одну или несколько алмазных пластин, которые закрывают все сквозные отверстия в теплопроводящей пластине.The electron flow output window contains one or more diamond plates, which cover all the through holes in the heat-conducting plate.
Пластина со сквозными отверстиями выполнена из алмаз-карбидокремниевого композита.The plate with through holes is made of diamond-silicon carbide composite.
Поверхность окна, обращенная наружу, имеет токопроводящее покрытие, электрически связанное с корпусом пушки.The window surface facing outward has a conductive coating electrically connected to the gun body.
Катод выполнен в виде ячеек, расположенных азимутально симметрично сквозным отверстиям пластины из теплопроводящего материала.The cathode is made in the form of cells located azimuthally symmetrically through the holes of the plate of a heat-conducting material.
Окно вывода электронов имеет систему охлаждения, расположенную в опорном основании.The electron exit window has a cooling system located in the support base.
Сущность изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION
В ходе проведенных исследований были установлены следующие факты.In the course of the research, the following facts were established.
Существуют теплопроводящие материалы с высокой теплопроводностью, большей теплопроводности металлов, например алмаз-карбидокремниевый композит, АКК - Скелетон (далее скелетон), у которого коэффициент теплопроводности λ=5-6 Вт/см К, а коэффициент температурного расширения α в 2,5 раза больше коэффициента температурного расширения алмаза /itp-forum.ru>conf2015/documents/section_… Алмаз - карбидокремниевые композиты «Скелетон»/. Следовательно, в области спая скелетона с опорным металлическим основанием возникающие деформации будут меньше, чем при использовании алмаза.There are heat-conducting materials with high thermal conductivity, higher thermal conductivity of metals, for example, diamond-silicon carbide composite, ACC - Skeleton (hereinafter skeleton), whose thermal conductivity coefficient is λ = 5-6 W / cm K, and the coefficient of thermal expansion α is 2.5 times greater coefficient of thermal expansion of diamond /itp-forum.ru>conf2015/documents/section_... Diamond - Skeleton silicon carbide composites. Consequently, in the region of the junction of the skeleton with the supporting metal base, the resulting deformations will be less than when using diamond.
Величина отводимого тепла, выделяемого в окне электронами, пропорциональна ≈λh (h - толщина окна), поэтому пониженную по сравнению с алмазом теплопроводность скелетона можно компенсировать увеличением его толщины: hск=λал/λск hал.The magnitude of the heat removed by the electrons in the window is proportional to ≈λh (h is the thickness of the window); therefore, the thermal conductivity of the skeleton reduced compared to diamond can be compensated by increasing its thickness: h ck = λ al / λ ck al .
В свою очередь, увеличение толщины окна за счет использования скелетона позволяет существенно повысить его механическую прочность и надежность к воздействию внешнего давления.In turn, increasing the thickness of the window through the use of a skeleton can significantly increase its mechanical strength and reliability to the effects of external pressure.
Пластины позволяют увеличить размеры выводного окна по сравнению с прототипом, а следовательно, повысить интегральную мощность пушки, используя несколько алмазных пластин в одном окне.The plates allow you to increase the size of the output window in comparison with the prototype, and therefore, to increase the integrated power of the gun using several diamond plates in one window.
Кроме того, при равном диаметре стоимость алмазной пластины толщиной в 1-2 мм во много раз превышает стоимость пластины из скелетона.In addition, with an equal diameter, the cost of a 1-2 mm thick diamond plate is many times higher than the cost of a skeleton plate.
Схожими свойствами со скелетоном обладает карбид кремния: λ=4,9 Вт/см К и α=4 10-6К-1 /ru.wikipedia.org> карбид кремния/.Silicon carbide has similar properties to a skeleton: λ = 4.9 W / cm K and α = 4 10 -6 K -1 /ru.wikipedia.org> silicon carbide /.
Таким образом, все указанное выше позволяет создать на базе составного окна алмаз - материал с высокой теплопроводностью, например скелетон, надежную, технологически упрощенную и более дешевую конструкцию электронной отпаянной пушки со средней плотностью мощности, получаемой в прототипе, но большей интегральной мощностью.Thus, all of the above allows creating a diamond - a material with high thermal conductivity, for example, a skeleton, a reliable, technologically simplified and cheaper design of an electronically sealed gun with an average power density obtained in the prototype, but with a higher integral power, on the basis of a composite window.
На фиг. 1 схематично показана в разрезе электронная отпаянная пушка.In FIG. 1 is a schematic sectional view of an electronic sealed gun.
На фиг. 2 приведена в разрезе конструкция составного окна алмаз-скелетон с одной алмазной пластиной.In FIG. Figure 2 shows a sectional view of the structure of a composite diamond-skeleton window with one diamond plate.
На фиг. 3 приведено составное окно, содержащее несколько алмазных пластин.In FIG. 3 shows a composite window containing several diamond plates.
Электронная пушка состоит из катодного узла 1, включающего катод и фокусирующие электроды и закрепленного на катодном держателе 2 через высоковольтный изолятор 3 на торце корпуса 4. Соосно катодному узлу 1 на противоположном торце корпуса установлено составное окно 5 с тонкой алмазной пластиной 6 и толстой пластиной 7 со сквозными отверстиями 8 для вывода электронов, вакуумно-плотно соединенной с основанием 9. Основание 9 вакуумно-плотно соединено с корпусом пушки 4. На поверхность окна, обращенную внутрь пушки, нанесен тонкий слой токопроводящего покрытия 10.The electron gun consists of a
Электронная пушка работает следующим образом.The electron gun works as follows.
На катод, например прямонакальный, и фокусирующие электроды, выполненные, например, из молибдена катодного узла 1 от высоковольтного источника(ов) питания (не показан) подается отрицательное относительно земли напряжение. Корпус пушки 4, выполненный, например, из стали, заземлен. Внутри пушки между катодным узлом 1 и корпусом 4 создано электрическое поле, которое формирует высокоскоростной поток электронов, эмитированных катодом, и направляет его на окно вывода электронов 5, выполненное, например, из алмаза и скелетона. Поток электронов проходит сквозь отверстия 8 и тонкую алмазную пластину 6 окна с малыми потерями, поскольку ее толщина в несколько раз меньше глубины проникновения электронов в алмаз. Электроны, перехваченные окном, после их накопления (см. ниже) проникают в токопроводящее покрытие 10, выполненное, например, из никеля толщиной 0,1-1 мкм, и стекают по нему на основание пушки 9, выполненное, например, из стали, и далее на землю.At the cathode, for example, direct heat, and focusing electrodes made, for example, of molybdenum of the
Выделяемая электронами внутри алмазной пластины 6 энергия отводится через более толстую пластину скелетона, например, к основанию 9, фиг. 2. Толстая пластина позволяет отводить значительную мощность, так, при условии hск=λал/λск hал отводится мощность, как в прототипе.The energy released by the electrons inside the
Помимо теплоотвода, толстая пластина 7 окна 5 обеспечивает его механическую прочность, т.е. выполняет функцию каркаса, а токопроводящее покрытие 10, электрически соединенное с основанием и корпусом пушки, обеспечивает экранировку внутреннего пространства пушки от заряда диэлектрика.In addition to the heat sink, the
При прохождении потока электронов сквозь тонкую алмазную пластину часть из них оседает в ней, часть потока электронов перехватывает скелетон, окно заряжается. Нанесенный на поверхность окна тонкий токопроводящий слой электрически замкнут с опорным основанием окна и стенками пушки, при этом они вместе образуют токопроводящую полость, практически полностью охватывающую катод, фиг. 1. В такой конструкции заряд окна полностью экранируется токопроводящей полостью и не оказывает влияние на траектории электронов внутри пушки. Более того, этот отрицательный заряд не повлияет на скорости электронов после прохождения ими окна, вследствие консервативности постоянного электрического поля: их торможение внутри окна скомпенсируется ровно таким же ускорением после его прохождения (закон сохранения энергии).When an electron stream passes through a thin diamond plate, part of them settles in it, part of the electron stream intercepts the skeleton, and the window is charged. A thin conductive layer deposited on the window surface is electrically closed with the support base of the window and the walls of the gun, and together they form a conductive cavity that almost completely covers the cathode, FIG. 1. In this design, the window charge is completely shielded by the conductive cavity and does not affect the electron trajectories inside the gun. Moreover, this negative charge will not affect the speed of the electrons after they pass through the window, due to the conservatism of the constant electric field: their braking inside the window is compensated by exactly the same acceleration after it passes through (energy conservation law).
Накопление заряда в окне приведет к росту в нем напряженности электрического поля и, когда она достигнет пробойной величины Епр≈150 кВ/мм, произойдет пробой алмаза: заряд мгновенно стечет через тонкий токопроводящий слой на землю. Вся энергия, выделенная в диэлектрике при пробое, перейдет в тепло. Ее объемная плотность равна q=Епр 2/8π≈0,1 Дж/см3, что приведет к росту температуры алмаза за один пробой ΔT=Епр 2/8πсρ или ΔT=0,05 градуса, т.е. стекание тока при пробое произойдет без перегрева и разрушения.The accumulation of charge in the window will lead to an increase in the electric field in it and, when it reaches a breakdown value of E pr ≈150 kV / mm, a breakdown of diamond will occur: the charge instantly flows through a thin conductive layer to the ground. All the energy released in the dielectric during breakdown will go into heat. Its bulk density is q = E s 2 / 8π≈0,1 J / cm 3, which will lead to growth of diamond at a sample temperature ΔT = E s 2 / 8πsρ or ΔT = 0.05 degrees, i.e. current flow during breakdown will occur without overheating and destruction.
Таким образом, использование составного окна вывода электронов из алмаза-скелетона с токопроводящим покрытием повышает надежность, упрощает технологию электронной отпаянной пушки по сравнению с прототипом, сохраняя его выходные параметры, и удешевляет ее.Thus, the use of a composite window for electron removal from a skeleton diamond with a conductive coating increases reliability, simplifies the technology of the electronically sealed gun compared to the prototype, while maintaining its output parameters, and reduces its cost.
Для окон небольшого диаметра выгоднее применение одной алмазной пластины, фиг. 2, а для окон большого диаметра - нескольких алмазных пластин, фиг. 3, поскольку произвести алмазную пластину большего диаметра технологически сложно и дорого.For small diameter windows, it is more advantageous to use a single diamond plate, FIG. 2, and for large-diameter windows - several diamond plates, FIG. 3, since it is technologically difficult and expensive to produce a larger diameter diamond plate.
Для повышения надежности окна только пластина с отверстиями вакуумно-плотно соединена с опорным основанием окна, а алмазная пластина не имеет этого соединения.To increase the reliability of the window, only the plate with the holes is vacuum-tightly connected to the supporting base of the window, and the diamond plate does not have this connection.
Для повышения стабильности работы пушки поверхность окна, обращенная наружу, имеет токопроводящее покрытие, электрически связанное с корпусом пушки.To increase the stability of the gun, the window surface facing outward has a conductive coating electrically connected to the gun body.
Для надежного контакта обеих пластин пластина с отверстиями выполнена из алмаз-карбидокремниевого композита - скелетона, имеющего малый коэффициент температурного расширения, практически совпадающий с коэффициентом температурного расширения алмаза.For reliable contact of both plates, the plate with holes is made of a diamond-silicon carbide composite - skeleton, which has a small coefficient of thermal expansion, which practically coincides with the coefficient of thermal expansion of diamond.
Для снижения потерь эмитированных катодом электронов в выводном окне катод выполняют в форме ячеек, расположенных азимутально симметрично сквозным отверстиям пластины, выполненной из теплопроводящего материала, и имеющих поперечные размеры, меньшие поперечных размеров сквозных отверстий. В такой конструкции большая часть электронов, эмитируемых ячейками катода, попадают в область сквозных отверстий пластины, выполненной из теплопроводящего материала, т.е. не перехватываются ею.To reduce the losses of electrons emitted by the cathode in the exit window, the cathode is made in the form of cells located azimuthally symmetrically to the through holes of a plate made of heat-conducting material and having transverse dimensions smaller than the transverse dimensions of the through holes. In this design, most of the electrons emitted by the cathode cells fall into the region of the through holes of the plate made of a heat-conducting material, i.e. not intercepted by her.
Для снижения температуры окна оно имеет систему охлаждения, расположенную в опорном основании.To reduce the temperature of the window, it has a cooling system located in the support base.
Помимо электронной пушки, предложенное техническое решение может быть использовано в различных электровакуумных приборах (ЭВП). Дело в том, что электронная отпаянная пушка по своей сути - ЭВП, в котором выводное окно является анодом, т.е. теплонагруженным электродом ЭВП. Как правило, такой электрод в ЭВП выполнен из меди с λ<4 Вт/см К. Предложенное техническое решение - выполнить электрод ЭВП из алмаз-карбидокремниевого композита, внутренняя поверхность которого имеет токопроводящее покрытие толщиной более глубины проникновения электронов в него применительно к аноду и коллектору или более толщины скин-слоя применительно к резонатору, позволит повысить уровень отводимых тепловых нагрузок ЭВП, а следовательно, улучшить его характеристики.In addition to the electron gun, the proposed technical solution can be used in various electro-vacuum devices (EVP). The fact is that the electronically sealed-off gun is inherently an EVP, in which the exit window is an anode, i.e. the heat-loaded electrode of the EEC. Typically, such an electrode in an EEC is made of copper with λ <4 W / cm K. The proposed technical solution is to make an EEC electrode of a diamond-silicon-silicon composite, the inner surface of which has a conductive coating with a thickness greater than the depth of electron penetration into it as applied to the anode and collector or more than the thickness of the skin layer in relation to the resonator, will increase the level of the removed thermal loads of the EEC, and therefore, improve its characteristics.
Claims (7)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016137647A RU2647487C1 (en) | 2016-09-21 | 2016-09-21 | Electronic sealed-off gun for electron stream discharge from the vacuum region of the gun to atmosphere or other gas medium |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016137647A RU2647487C1 (en) | 2016-09-21 | 2016-09-21 | Electronic sealed-off gun for electron stream discharge from the vacuum region of the gun to atmosphere or other gas medium |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2647487C1 true RU2647487C1 (en) | 2018-03-16 |
Family
ID=61629628
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2016137647A RU2647487C1 (en) | 2016-09-21 | 2016-09-21 | Electronic sealed-off gun for electron stream discharge from the vacuum region of the gun to atmosphere or other gas medium |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2647487C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2780804C1 (en) * | 2021-08-10 | 2022-10-04 | Акционерное общество "Центральный научно-исследовательский институт материалов" (АО "ЦНИИМ") | Microwave absorption structural element |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6246161B1 (en) * | 1994-09-13 | 2001-06-12 | Hitachi, Ltd. | Cathode ray tube having a small-diameter neck and method of manufacture thereof |
| US7057333B1 (en) * | 1999-05-12 | 2006-06-06 | Universite Claude Bernard Lyon I | Method and device for extraction of electrons in a vacuum and emission cathodes for said device |
| RU2567848C1 (en) * | 2014-06-18 | 2015-11-10 | Тоо "Ангстрем" | X-ray source |
| RU2590891C1 (en) * | 2015-02-26 | 2016-07-10 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Твинн" | Electronic unsoldered gun for electron flow discharge from vacuum field gun to atmosphere or other gas medium |
-
2016
- 2016-09-21 RU RU2016137647A patent/RU2647487C1/en active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6246161B1 (en) * | 1994-09-13 | 2001-06-12 | Hitachi, Ltd. | Cathode ray tube having a small-diameter neck and method of manufacture thereof |
| US7057333B1 (en) * | 1999-05-12 | 2006-06-06 | Universite Claude Bernard Lyon I | Method and device for extraction of electrons in a vacuum and emission cathodes for said device |
| RU2567848C1 (en) * | 2014-06-18 | 2015-11-10 | Тоо "Ангстрем" | X-ray source |
| RU2590891C1 (en) * | 2015-02-26 | 2016-07-10 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Твинн" | Electronic unsoldered gun for electron flow discharge from vacuum field gun to atmosphere or other gas medium |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2780804C1 (en) * | 2021-08-10 | 2022-10-04 | Акционерное общество "Центральный научно-исследовательский институт материалов" (АО "ЦНИИМ") | Microwave absorption structural element |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2740331B1 (en) | Radiation generating apparatus and radiation imaging apparatus | |
| EP2880676B1 (en) | Device and method for thermoelectronic energy conversion | |
| US3138729A (en) | Ultra-soft X-ray source | |
| RU2013123930A (en) | ELECTRON BEAM GENERATION DEVICE | |
| US9177753B2 (en) | Radiation generating tube and radiation generating apparatus using the same | |
| WO2012063379A1 (en) | Field emission apparatus and hand-held nondestructive inspection apparatus | |
| JP5681030B2 (en) | Plasma / electron beam generator, thin film manufacturing apparatus, and thin film manufacturing method | |
| CN102420088B (en) | Back-grid-type grid-controlled cold-cathode X-ray tube | |
| RU2490748C2 (en) | X-ray generator and use thereof in x-ray analysis or x-ray inspection device | |
| US9196449B1 (en) | Floating grid electron source | |
| RU2590891C1 (en) | Electronic unsoldered gun for electron flow discharge from vacuum field gun to atmosphere or other gas medium | |
| US8081734B2 (en) | Miniature, low-power X-ray tube using a microchannel electron generator electron source | |
| US3172004A (en) | Depressed collector operation of electron beam device | |
| US20090251054A1 (en) | Collector and electron tube | |
| RU2647487C1 (en) | Electronic sealed-off gun for electron stream discharge from the vacuum region of the gun to atmosphere or other gas medium | |
| RU2680823C1 (en) | Electronic sealed-off gun for electrons flow output into the atmosphere or other gas medium | |
| US20220301731A1 (en) | Structured Plasma Cell Energy Converter For A Nuclear Reactor | |
| RU170782U1 (en) | VACUUM DISCHARGE | |
| RU2647489C1 (en) | Electronic unsoldered gun for electron flow and x-ray radiation discharge from vacuum region to atmosphere | |
| RU130135U1 (en) | PULSE METALLO-CERAMIC X-RAY TUBE | |
| US20230256408A1 (en) | Negative ion source and negative ion generation method | |
| US3448324A (en) | Linear beam tube having an insulated,symmetrically located,electrode of reactive material in the collector assembly | |
| RU156022U1 (en) | PULSE X-RAY TUBE | |
| RU41387U1 (en) | EXPLOSIVE EMISSION CATHODE OF A HIGH-CURRENT ELECTRON ACCELERATOR | |
| WO2021130760A1 (en) | Vacuum compatible device for measurement of work function and alkali metal atom flux |