Вольфрамовый торированный карбидированный катод для мощных электронных ламп

Прилуцкий, Виктор Сергеевич

Вакуумная и плазменная электроника

автореферат диссертации по электронике, 05.27.02, диссертация на тему:Вольфрамовый торированный карбидированный катод для мощных электронных ламп

доктора технических наук: Прилуцкий, Виктор Сергеевич
город: Санкт-Петербург
год: 2003
специальность ВАК РФ: 05.27.02

Диссертация по электронике на тему «Вольфрамовый торированный карбидированный катод для мощных электронных ламп»

Автореферат диссертации по теме "Вольфрамовый торированный карбидированный катод для мощных электронных ламп"

На правах рукописи

Прилуцкий Виктор Сергеевич

ВОЛЬФРАМОВЫЙ ТОРИРОВАННЫЙ КАРБИДИРОВАННЫЙ КАТОД ДЛЯ МОЩНЫХ ЭЛЕКТРОННЫХ ЛАМП

Специальность: 05.27.02. - «Вакуумная и плазменная электроника»

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание учёной степени доктора технических наук

Санкт-Петербург - 2003

Работа выполнена в ЗАО "СЕД-СПб" ОАО "СВЕТЛАНА'

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Сушков А.Д. доктор технических наук, профессор Петинов С.В. доктор технических наук, профессор Розанов Л.Н.

Ведущая организация - Государственное Унитарное Предприятие Российской Федерации "Всероссийский электротехнический институт им. В.И. Ульянова /Ленина/"

Защита состоится « »_2003 г. в_час. на заседании диссертационного совета Д 212.238.08 Санкт-Петербургского Государственного электротехнического университета «ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова /Ленина/ по адресу: 197376, Санкт-Петербург, ул. Проф. Попова, 5.

С диссертацией можно ознакомится в библиотеке университета.

Автореферат разослан «_»_2003 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета Смирнов Е.А.

2004-4

17977 1

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Функционирование промышленно-развитого государства невозможно без радиовещания и телевидения, без надежной радиосвязи, включая военную связь (штабную, между родами войск, дальнюю связь кораблей с базами). При этом особую роль играют мощные радиосистемы. Элементами, определяющими тактико-технические характеристики таких систем, являются мощные генераторные лампы.

Многие виды радиолокационных систем как гражданского, так и военного применения (системы ПВО, загоризонтной радиолокации раннего оповещения, ряд систем наведения и управления стрельбой), также используют мощные генераторные лампы.

Таким образом, направление электроники, связанное с разработкой и производством мощных генераторных ламп (МГЛ), является неотъемлемой частью жизнеобеспечения государства, а сами эти приборы - одним из видов стратегически важной продукции.

Кроме этого, МГЛ находят широкое применение в ряде видов современных технологических установок, а также в некоторых специальных электрофизических установках, предназначенных для ускорения заряженных частиц и исследований в областях ядерной физики и термоядерного синтеза.

Конструктивно мощные генераторные лампы представляют собой триоды и тетроды в металлокерамической оболочке, использующие в качестве эмиттера электронов вольфрамовый торированный карбидированный катод (ВТК-катод).

ВТК-катод может стабильно работать в относительно широком диапазоне температур, обладает хорошей стойкостью к ионной бомбардировке л способен обеспечивать долговечность в 10000 часов и более. При этом долговечность определяется запасом карбида вольфрама и рабочей температурой катода, запаса окиси тория в исходной проволоке хватает для работы в сотни тысяч часов.

За время своего существования ВТК-катод нашел широкое использование в мощной электронике как катод мощных генераторных, модуляторных и регулирующих ламп, обеспечивающих функционирование и развитие таких областей техники, как теле- и радиовещание, радиосвязь, радиолокация, промышленный нагрев и физические исследования (ускорительная техника, термоядерный синтез, физика плазмы).

Вместе с тем длительное использование ВТК-катода сопровождалось существенным усложнением его конструкции и повышением технически:: требований к параметрам и характеристикам, что привело к необходимости решения ряда новых теоретических задач, таких, как: - учёт влияния эффекта самооблучённости на температурный режим катода; - оптимизация геометрии катода; - расчёт напряжённо-деформированного состояния и повышение формоустойчивости катода; - увеличение иялЕигпости и долговечности при сохранении технических характерист Теория и

СПетервт 0} |

09 Л/ \

методики расчёта ВТК-катода разрабатывались применительно к катодам простой конструкции, как правило, в виде одиночных нитей, и перечисленные проблемы отсутствовали или носили несущественный характер. Прогресс в разработке мощных генераторных ламп с ВТК-катодом обеспечивался за счет совершенствования технологических процессов и эвристических конструкторских решений. Можно сказать, что время определило актуальную проблему разработки комплексной теории ВТК-катода, учитывающей многообразие физических процессов, происходящих при его работе, и создания на её основе методик расчёта и проектирования ВТК-катодов с долговечностью в десятки тысяч часов. Актуальность этой задачи подтверждается, в том числе, и обострением конкуренции как между различными производителями мощных генераторных ламп с ВТК-катодами, так и между приборами различных классов (полупроводниковые приборы, приборы СВЧ).

И в том и другом случае решающее значение имеет соотношение цены с техническими характеристиками и долговечностью.

Цель работы. Целью диссертационной работы было исследование комплекса физических процессов, происходящих при работе ВТК-катодов сложных конструкций и существенным образом определяющих его эффективность и долговечность, направленное на создание методик расчёта и проектирования ВТК-катодов с долговечностью в десятки тысяч часов.

Для достижения этой цели необходимо было решить комплекс следующих задач:

- исследование влияния эффекта самооблученности на температуру ВТК-катодов; определение зависимости коэффициента самооблученности от геометрических характеристик катодов; разработка методики расчета ВТК-катодов на заданную температуру с учетом эффекта самооблученности;

- разработка и теоретическое обоснование усовершенствования конструкции ВТК-катодов, позволяющего увеличить токоотбор с катода и на базе этого снизить рабочую температуру и повысить долговечность катода;

- определение механических характеристик материала ВТК-катода в состоянии использования и их зависимости от диаметра проволоки, степени карбидирования и температуры;

- разработка методики расчета напряжений и деформации ВТК-катода, возникающих из-за несоответствия термического расширения решетки катода и элементов её крепления, и анализ зависимости напряжений и деформации от конструкции и геометрических характеристик катодов;

- исследование физических процессов, происходящих при работе катода, и разработка ускоренных испытаний МГЛ с ВТК-катодом на долговечность;

- техническая реализация разработанных методик и новых конструкций ВТК-катодов в промышленности при проектировании и производстве МГЛ повышенной надежности и долговечности.

Научная новизна.

1. Выполнен комплекс теоретических и экспериментальных исследований различных физических процессов, происходящих в ВТК-катодах сложных конструкций, направленный на повышение долговечности мощных генераторных ламп с ВТК-катодами до десятков тысяч часов.

2. Выявлены закономерности повышения рабочей температуры ВТК-катода за счёт эффекта самооблучённости - многократного отражения лучистого потока с катода в системе электродов мощных генераторных ламп с последующим поглощением доли мощности этого потока самим катодом.

- определена связь температуры ВТК-катода с коэффициентом самооблучённости;

- определена зависимость коэффициента самооблучённости от геометрических характеристик ВТК-катода;

- разработана методика расчёта геометрии ВТК-катода, учитывающая эффект самооблучённости, на заданные параметры: ток эмиссии, напряжение накала, долговечность.

3. Показано, что распределение токоотбора по поверхности ВТК-катода сложных конструкций в режимах ограничения тока пространственным зарядом и температурой, определяется расположением и конфигурацией нитей катода, и может быть оптимизировано для улучшения характеристик катода.

- определена зависимость токоотбора от геометрических характеристик ВТК-катода;

- разработана методика расчёта изменения токоотбора от соотношения количества нитей в наружном и внутреннем рядах ВТК-катода решётчатой конструкции;

- показана возможность оптимизации геометрии ВТК-катода решётчатой конструкции, обеспечивающей повышение токоотбора до 25 % или снижение температуры катода и соответствующее увеличение его долговечности в 2-3 раза.

4. Установлено, что неравномерность токоотбора с поверхности ВТК-катода определяет его рабочую температуру; показано, что улучшение равномерности токоотбора в 2 раза позволяет снизить рабочую температуру на 60-90 К и увеличить долговечность катода в ~5 раз.

- определено влияние геометрии ВТК-катода решётчатой конструкции на равномерность токоотбора;

- предложены и обследованы новые конструкции ВТК-катода с изменением сортамента исходного материала и технологии изготовления, снижающие неравномерность токоотбора и существенно повышающие долговечность катода.

5. Разработана теория расчёта напряжённо-деформированного состояния ВТК-катода различных сложных конструкций.

- впервые экспериментально определены зависимости модуля Юнга и предела пропорциональности карбидированного торированного вольфрама

от диаметра проволоки, температуры и степени карбидирования в рабочем интервале температур ВТК-катода (1850-2050 К);

- установлена зависимость оптимального угла навивки нитей ВТК-катода, обеспечивающего минимальную деформацию катода, от комплекса параметров, характеризующего макрогеометрию катода;

- определена зависимость величины максимальных напряжений от геометрических характеристик ВТК-катода;

- предложена теория прочности, позволяющая прогнозировать появление остаточной деформации.

6. Разработана эффективная методика ускоренных испытаний мощных генераторных ламп с ВТК-катодом на надёжность и долговечность, позволяющая сократить длительность испытаний в 10 раз, снизив затраты на их проведение и обеспечив достоверность получаемых результатов.

- исследованы факторы влияющие на долговечность мощных генераторных ламп с ВТК-катодом и разработана методика расчёта режима ускоренных испытаний, основанная на повышении рабочей температуры катода;

- предложены и обоснованы информативные параметры, контролируемые в процессе испытания, и разработана методика их сравнения в ускоренном и нормальном режимах;

- разработана методика формирования выборок ламп для сравнительных испытаний, подтверждающих идентичность результатов испытаний в ускоренном и нормальном режимах;

- разработана методика сравнения теоретического и экспериментального коэффициентов ускорения.

Практическая ценность работы заключается:

- в разработке и организации на базе выполненных теоретических и экспериментальных исследований промышленного выпуска МГЛ с ВТК-катодами повышенной надежности и долговечности.

- в разработке и использовании методик расчета, учитывающих эффекты, характерные для ВТК-катодов сложных конструкций, и позволяющих проектировать МГЛ повышенной надежности и долговечности.

- в разработке и внедрении в производство ускоренных испытаний на безотказность и долговечность, позволяющих повысить оперативность получения результатов и снизить затраты на проведение испытаний.

Реализация результатов работы. На базе теоретических и экспериментальных исследований, выполненных в диссертационной работе, в ЗАО «СЕД-СПб» в период 1985-2003 гг. разработано пять типов МГЛ, в конструкции которых использовались усовершенствованные ВТК-катоды. Разработанная методика расчета катода на заданную температуру внедрена в процесс проектирования МГЛ и использовалась при разработке 26 типов приборов.

Разработанные конструкции и технологии изготовления ВТК-катодов защищены пятью авторскими свидетельствами на изобретения.

Теория расчета напряжённо-деформированного состояния ВТК-катода позволила оптимизировать конструкции катодов 16 типов МГЛ, повысив их формоустойчивость и, тем самым, обеспечив большую надежность.

Ускоренные испытания на безотказность и долговечность широко используются при проектировании и производстве МГЛ в ЗАО «СЕД-СПб» г. Санкт Петербург на предприятиях ГНПП «Контакт» г. Саратов и ПО «По-лярон» г. Львов. В настоящее время ускоренным испытаниям подвергаются более 70 типов МГЛ.

Годовой экономический эффект от использования результатов, полученных в диссертационной работе, составил 14,406 млн. руб.

Научные положения, выносимые на защиту.

1. Явление самооблучённости ВТК-катодов решётчатого типа приводит к увеличению реальной температуры катода над расчётной до 70 К, что уменьшает его долговечность более чем в 2 раза.

2. Неравномерность токоотбора с поверхности ВТК-катода приводит к необходимости повышения рабочей температуры катода для обеспечения требуемой средней плотности катодного тока, при этом уменьшение неравномерности токоотбора в 2 раза позволяет снизить температуру катода на 60-90 К и повысить долговечность в 3-5 раз. В частности:

- оптимизация геометрии решётчатого ВТК-катода изменением соотношения количества нитей в наружном и внутреннем рядах позволяет уменьшить неравномерность токоотбора и увеличить его до 25 % или снизить рабочую температуру катода, увеличив в 2-3 раза его долговечность;

- замена проволочных нитей ВТК-катода на нити из плющенки, с сохранением площади поперечного сечения, позволяет уменьшить неравномерность токоотбора в 1,5 раза, увеличив в 2-3 раза его долговечность;

3. Определяющим геометрическим фактором минимизации напряжений, возникающих в ВТК-катоде при его деформации, является угол наклона навивки нитей катода, который должен выбираться в диапазоне 20-40° в зависимости от макрогеометрии катода, при этом уменьшение угла наклона сопровождается уменьшением величины деформации.

4. Температура катода является определяющим и достаточным фактором для форсирования режима испытания на долговечность мощных генераторных ламп с ВТК-катодом, её увеличение на 100 К позволяет сократить длительность испытаний в 10-12 раз при сохранении информативности и идентичности результатов испытаний.

Апробация работы. Основные положения и результаты исследований, изложенные в диссертации, докладывались и обсуждались на: - конференции «Новые методы сварки в машиностроении и приборостроении», г.Саратов, 1988г.; - Международной выставке NAB96 (Национальная ассоциация радиовещателей), Las Vegas, Nevada, USA, 1996г.; - Международной выставке TRBE «Телерадиовещание-99», Москва, Россия, 1999г.; - The Par-

tide Accelerator Conference, Chicago, Illinois, USA, 2001 г.; - Third IEEE International Vacuum Electronics Conference, Monterey, California, USA, 2002; -IEEE International Vacuum Electron Sources Conference, Saratov, Russia, 2002; - Научных семинарах и конференциях профессорско-преподавательского состава Санкт-Петербургского государственного Электротехнического университета «ЛЭТИ»; - Научно-технических советах ОАО «Светлана», ЗАО «СЕД-СПб», ГНПП «Контакт», ОАО НИИ «Электрон».

Материалы диссертации использовались в работе, удостоенной Государственной Премии Российской Федерации в области науки и техники за 2000 год.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 23 печатных работы, из них 1 монография, 2 учебных пособия, 13 статей, 5 авторских свидетельств на изобретения и тезисы к 2 докладам на международных и всесоюзных научно-технических конференциях.

Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения,шести глав, заключения, пяти приложений и списка литературы, включающего 183 наименования. Основная часть диссертации изложена на 261 странице машинописного текста. Работа содержит 70рисунков и 38 таблиц.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ.

Во введении обоснована актуальность темы, сформулирована цель работы, изложены научная новизна, практическая значимость и научные положения, выносимые на защиту, приведены результаты апробации и внедрения в практику проектирования, производства и эксплуатации мощных генераторных ламп с ВТК-катодом.

В первой главе рассматриваются физические представления о работе ВТК-катода.

Вольфрамовый торированный карбидированный катод относится к категории плёночных катодов, и представляет собой усовершенствованный катод из торированного вольфрама, поверхностный слой которого превращен в карбид вольфрама W2C (карбидирован). Свойства и структура карбида вольфрама во многом определяют как физику работы ВТК-катода, так и технологию его изготовления и основные параметры. Анализ свойств карбидов вольфрама и природы их химической связи позволяет объяснить причины повышенной хрупкости ВТК-катода, происходящих структурных изменений и деградации карбидного слоя.

Рассмотрена энергетическая модель металла и поверхности металла, покрытой пленкой адатомов. С позиций зонной теории проанализированы закономерности изменения работы выхода пленочных катодов и, в частности, системы W - Th. Показано, что скачок потенциала в двойном слое, образованном адатомами и их "изображениями" в металле (А<р = -4ж п р), не-

линейно зависит от величины истинного покрытия адатомами поверхности металла. Минимум работы выхода соответствует покрытию вот = 0,7 монослоя, падение А<р при в> 0,7 объясняется деполяризующим действием соседних диполей друг на друга.

Анализ физико-химических процессов, происходящих в приповерхностной зоне катода, и исследование поверхности методами оже-спектроскопии и спектроскопии обратно рассеянных ионов низких энергий подтверждают наличие на поверхности катода пленки чистого тория. Сопоставление скоростей протекания основных процессов для тарированного и ВТК-катода показывает, что предельная рабочая температура, соответствующая условию равенства скорости испарения и диффузии тория

—1 =[—1 , составляет для ВТК-катода величину ~ 2200 К, значительно

&)„ КЛ)„

большую, чем для торированного катода ~ 1900 К. Принципиальным является отличие скоростей восстановления ТЬ. У обычного торированного катода восстановление ТЬ происходит за пределами рабочего диапазона температур, что приводит к необходимости предварительного активирования и ограничивает долговечность созданным запасом ТЬ. Восстановление же ТЬ в ВТК-катоде происходит постоянно во время работы катода, поэтому его долговечность определяется запасом карбида вольфрама.

В заключение рассмотрена природа эмиссионной неоднородности торированного вольфрама, связанной с неравномерностью распределения пленки тория при 9 < 1 на поверхности катода. Такая неоднородность объясняется преимущественной локализацией атомов тория на границах зерен подложки, выходящих на поверхность, с сохранением части поверхности, свободной от тория.

Вторая глава посвящена анализу технологии изготовления ВТК-катода. Рассмотрены методы получения карбидов вольфрама и технология изготовления исходного катодного материала - торированного вольфрама марок ВТ-15 и ВР10Т2. Показано, что наиболее эффективным методом обработки вольфрамовой проволоки (очистка от аквадага, удаление дефектного слоя) является электрохимическое полирование, в процессе которого на металле образуется тонкая оксидная пленка, затрудняющая растравливание металла на микровпадинах под действием раствора. Таким образом, обеспечивается сглаживание микрорельефа поверхности при удалении дефектного слоя, что приводит к улучшению механических свойств проволоки, повышению качества сварки и карбидирования. Кроме того, с нивелированной поверхности проволоки наблюдается устойчивое повышение удельной эмиссии, что может быть объяснено уменьшением интегрального коэффициента излучения и уменьшением влияния поля пятен.

Представлены результаты экспериментального обследования вольфрамовой проволоки различных изготовителей, подтверждающие, что технология электрополирования дает существенный положительный эффект -

сглаженный рельеф, увеличение механической прочности и уменьшение поверхностных дефектов.

Анализ технологии изготовления и карбидирования ВТК-катода позволил установить связь между изменением сопротивления катода и степенью накарбиживания по площади, что обеспечивает возможность неразру-шающего контроля толщины карбидного слоя. Учитывая большое влияние на параметры и долговечность ВТК-катода фазового состава и структуры карбидного слоя, проанализировано влияние процесса карбидирования на указанные характеристики. Определен диапазон изменения температуры и давления углеводорода, в котором структура карбидного слоя оптимальна.

Принимая во внимание, что данные о характеристиках вольфрамовой торированной карбидированной проволоки практически отсутствуют, в данном разделе приведены наиболее важные характеристики материала для изготовления ВТК-катодов в зависимости от температуры и степени карбидирования. Удельное сопротивление карбидированной проволоки определяется соотношением р(у, Т) - Р\{Т)-рг{Т)1[ ур^Г) + (1 - у)р2(Т)], где: у - степень карбидирования, Т - температура проволоки, Р\{Т) - удельное сопротивление вольфрамовой проволоки, р2(Т) - удельное сопротивление карбида вольфрама \У2С. Определены выражения, аппроксимирующие зависимости р(у, 7) в интервале температур 1600 - 2200 К экспоненциальной функцией р(у,Т) - р0(у)Г*г), при этом:

для материала ВТ15 р0(у) =2,613 10"10ехр[3,165ехр(1,096у)], п(у) = -0,2965ехр(1,274у)+ 1,4965;

для материала ВР10Т2 Ро(у) = Ю"8 ехр [2,285 ехр (1,064у)], п(у) = - 0,2668 ехр (1,026у) +1,125.

Приведены зависимости коэффициентов излучения и теплопроводности от температуры.

Впервые экспериментально определены модуль упругости Е и предел прочности 0А вольфрамовой торированной карбидированной проволоки при рабочих температурах катода в заисимости от ее диаметра (1 и степени карбидирования у. Результаты эксперимента были интерполированы полиномиальными моделями второго порядка, позволяющими учесть нелинейный характер зависимости исследуемых характеристик от выбранных параметров. Окончательно модели исследуемых характеристик со значимыми коэффициентами имеют вид:

Е = 35,0 - 12,9 Х22 + 6,5 X, - 2,88Х2 - 12,1Х3 + 3,0Х,Х2, оь = 72,2 - 8,74 Х22 + 11,0 X, - 8,8 Х2 - 24,2 Х3 -11,5 X, Х3, где: X, = 0,3), ¿мм; Х2 = Ю(у - 0,2); Х3 = 0,01(Г- 1950), ТК.

Анализ полученных моделей показывает, что модуль нормальной упругости и предел прочности карбидированной вольфрамовой проволоки наиболее сильно зависят от степени карбидирования и температуры, уменьшаясь с ростом указанных параметров.

В третьей главе рассматриваются особенности конструкции, основные параметры и методики расчета ВТК-катодов. Теория расчета ВТК-катода сформировалась в первой половине прошлого века и базируется на расчете "идеального" катода. Вместе с тем усложнение конструкции и повышение технических требований к параметрам и характеристикам катодов привело к необходимости уточнения теории расчета ВТК-катода на основе исследования физических процессов, имеющих существенное значение для катодов сложных конструкций.

Так, в отличие от одиночной нити, температура нити в решетчатом катоде определяется не только подводимой к ней мощностью, но и многократным отражением лучистых потоков. Влияние этого эффекта на тепловой режим катода характеризуется коэффициентом самооблученности ц/кк, представляющим собой долю излучаемой катодом мощности, которая в результате многократных отражений поглощается им обратно. В данной работе предложена методика экспериментального определения коэффициента самооблученности катода ц>кк, по которой найдены его значения для решеток различных типов. Обработка результатов экспериментов методом регрессионного анализа позволила установить эмпирическую зависимость коэффициента самооблученности от геометрических характеристик катода.

Методика определения коэффициента самооблученности катода базируется на равенстве плотности джоулева тепловыделения (удельной мощности накала) qt и плотности потока излучения qn которые для решетчатого катода определяются выражениями:

?f=[4po(Y)/(^^2)]-/2rKT) и дг = а(1-¥кк)Г,

где у - степень карбидирования катода; d—диаметр нитей катода, см; N - количество нитей катода; I - ток накала катода, А; Т - температура катода, К; pd^f)Т** - аппроксимация зависимости удельного сопротивления от степени карбидирования и температуры; стV = oQdX)1*\ а0 - постоянная Стефана-Больцмана; е(Т)~ излучательная способность материала катода; о = 8,35-10'14 Вт/см2*""; m = 4,404.

Определяя экспериментальную зависимость тока накала от температуры в центре катода и, учитывая равенство q( и q„ зависимость удельной мощности накала от температуры представлялась в виде qt = qr = ВТ". Постоянная В определялась из аппроксимации зависимости q^T) методом наименьших квадратов по формуле:

±Ь7Г

В = —-, где: /= 1, 2,..., s - число измерений; qn и Т, - соответ-

ственно, удельная мощность накала и температура катода в г-м замере.

Коэффициент самооблученности катода рассчитывался из уравнения qr = о(1 - укк)'1т по формуле V«* = 1 - В/а.

Температура катода измерялась визуальным яркостным микропирометром. Перевод яркостной температуры в истинную осуществлялся по формуле

— = при значениях £х — 0,45, при этом Г — истинная тем-

Т Т^ Сг

пература, К; Т^ - яркостная температура, К; Я - эффективная длина волны пирометра с красные светофильтром (Я = 0,656 мкм); £д - монохроматическая излучательная способность материала на длине волны Л; С2 - вторая постоянная Планка. Степень карбидирования у определялась по микрошлифам нитей катодов, изготавливаемым по окончании замеров.

Обработка результатов экспериментов методом регрессионного анализа позволила установить эмпирическую зависимость коэффициента самооблученности от геометрических характеристик катода:

у/„ = 1,035ЯГ - 0,1618#/£> +6,12-10 ЛГ + 4,ЗШЮ - 3,12-10'2, где Н - высота катода; И - внутренний диаметр решетки; N - количество нитей; Р - угол навивки нитей, Кт- обобщенный комплекс параметров - коэффициент густоты решетки: Кг =[Л7(я'зт Р)\ с1Ю = FJ к Р^.

В конструкторской практике можно использовать более простую модель для определения у/^ -укк=\,\55Кг - 0,1616НЮ + 7,366-10"3.

Па рис. 1 приведена номограмма для расчета укк по двухфакторной модели, преимущество которой состоит в том, что она позволяет учесть коэффициент самооблученности катода уже на начальном этапе конструирования катода, когда определены ещё не все параметры решетки.

Различие в расчете температуры при определении у/„ по двух - и че-

Рис. 1. Зависимость коэффициента самооблученности решетчатого катода от коэффициента густоты и относительной высоты решетки:

• - эксперимент;-- расчет.

НЮ: 1 - 0,3; 2 - 0,5; 3 - 0,7; 4 - 0,9; 5 - 1,1; 6 - 1,3

тырехфакторной моделям не превышает 0,9 %. С учетом укк зависимость температуры в центре катода от его геометрических характеристик, тока накала, материала и степени карбидирования нитей определяется выражением

Т= {4р0(у)/2/[^^2(1 - УЛ«)<т]}

Влияние коэффициента самооблученности на тепловой режим катода иллюстрируется рис. 2, где для различных значений представлена рассчитанная зависимость температуры катода от удельной мощности накала.

Рис. 2. Влияние коэффициента самооблученности на температуру решетчатого ВТК-катода Щкк' 1 - 0 (одиночная нить); 2 - 0,041; 3 - 0,102;

4-0,180; 5-0,243; 6-0,323

Если коэффициент самооблученности не учитывается при проектировании катодов, то это приводит к превышению реальной температуры по отношению к используемой в расчете. Например, при ц>кк = 0,14 увеличение температуры составит -70 К, что существенно снизит ожидаемый срок службы катода.

Из изложенного, в частности, следует, что сравнение режимов эксплуатации ВТК-катодов решетчатого типа с точки зрения их долговечности по удельной мощности накала, используемое в литературе, неправомерно и должно быть заменено сравнением по температуре катода с учетом коэффициента самооблученности.

Большое влияние на параметры и долговечность ВТК-катодов оказывает равномерность температуры их поверхности и её стабильность в течение срока службы. В связи с этим в данной главе рассматривается расчет

ВТК-катода стержневого типа, для которого неравномерность распределения температуры по длине наиболее существенна.

Равномерность температуры на поверхности такого катода достигается введением концевых участков меньшего поперечного сечения, которые характеризуются значительным перепадом температуры. В связи с этим, решение уравнения теплового баланса для определения их геометрии выполняют с учетом температурной зависимости теплофизических характеристик материала катода. Длина концевого участка определяется интегралом:

где: 0 = Г/Г™; 0, = Г./Г^; А = <?//«; С, = [Ым + / + 1)]°-5/2р0,

для вольфрама С, = 2,62-Ю"4 АК(л,"'",у2/см; В = С2 Ттах"~т 50 д/1н2, для вольфрама С2 = 5,5 МО"8 А2КЯ 7см3.

Результаты численного интегрирования зависимости I = 1(В, 0 ) для вольфрама представлены на рис. 3.

Приведенный анализ может быть использован для расчета распределения температуры по длине ВТК-катода. С этой целью приведеный интеграл представляется в виде:

О 0.1 0.2 0.3 В

Рис. 3. К расчету геометрии концевых участков стержневых катодов 0: 1 - 0,1; 2 - 0,2; 3 - 0,3; 4 - 0,4; 5 - 0,5

Используя численное решение интеграла в виде семейства графиков при ©1 = 0,1, представленого на рис.4, и принимая во внимание, что

в «1

/'(©;в,;В)= \ - I = /'(в;О,1;В)-/'(0,;О,1;В), 0.1 0.1

рассчитывают распределение температуры по длине катода в следующей последовательности:

- по заданным значениям максимальной температуры Т^, поперечным размерам катода, току накала /„ находят параметры А и В; , - для различных точек по длине катода определяют значение параметра

Т(0;0,;В)=х/А;

Г(вЛ 1;В)

■ а б

Рис. 4. К расчету теплового режима неэквитемпературных катодов

- пользуясь графиками рис. 4, вычисляют параметр /(0;О,1;£) = /(@;@ь5) + + /(©ьО,1;Я) при найденном значении В;

- по графикам рис. 4 определяют значения ©, соответствующие значениям

и В, откуда Цх) = 0Ттях-Анализ процесса деградации карбидного слоя показывает, что при расчете долговечности ВТК-катода необходимо учитывать нелинейный характер скорости декарбидирования, обусловленный увеличением температуры катода при сокращении толщины карбидного слоя.

Исследование этого эффекта позволило определить аналитическую формулу для теоретической долговечности ВТК-катодов:

где V = рр =-— представляет собой безразмерный коэффи-

сТ0 +(п + 4)/Э0

циент, который для каждого конкретного материала является функцией

двух величин Т0 и уо, а гд безразмерное время декарбидирования катода,

связаное с реальным временем ta соотношением tA = —тд .

Увеличение температуры катода к моменту его полного декарбидирования по отношению к исходной температуре Д7д также удается выразить в аналитическом виде, для чего следует положить Ау= -уц, т. е. Л7д = цу0.

Для основных материалов, применяемых при изготовлении ВТК-катодов, зависимость v от Т0 выражена слабо. Последнее объясняет установленный в работе факт независимости безразмерной теоретической долговечности ВТК-катодов от температуры. При этом следует иметь в виду, что долговечность /д, представленная в реальном времени, является резко выраженной функцией температуры Т0, поскольку скорость деградации карбидного слоя <9, входящая в масштабный множитель, определяющий соотношение между <д и гд, сильно зависит от температуры.

Четвёртая глава посвящена исследованию распределения токоотбора по поверхности нитей ВТК-катодов сложной конструкции. Различные участки наружных и внутренних нитей решетчатого катода, находясь на разном расстоянии от других электродов и в различных условиях экранирования соседними нитями, отличаются величиной плотности катодного тока. Используя это отличие, в данной работе исследуется возможность оптимизации геометрии решетчатого катода с целью увеличения его эффективности и за счет этого обеспечения возможности дополнительного уменьшения рабочей температуры катода и увеличения его долговечности.

Для решения указанной задачи в данной работе методом аналого-цифрового моделирования определено распределение плотности катодного тока по поверхности катодных нитей для моделей стержневого и решетчатого катодов. Анализ полученных результатов показал, что эффективная поверхность анода для катодов сложных конструкций определяется отношением диаметра нитей катода и расстояния между ними к расстоянию сетка - катод (А), и только в первом приближении соответствует площади ленты шириной 2А, повторяющей расположение катодных нитей. При этом ошибка в определении эффективной поверхности может достигать 20 %.

Эффективная поверхность может быть увеличена за счет изменения соотношения количества нитей катода во внешнем и внутреннем рядах /. Пусть решетчатый катод имеет геометрию, соответствующую а' — а'т>н t = 1 ((а' = а/А - относительное расстояние межу нитями). Сохраняя общее число нитей катода, изменим их расположение так, что t > 1. Полученный катод можно представить как суперпозицию двух катодов, один из которых -стержневой конструкции (I), другой - решетчатой (II). При этом их геометрия определяется через а'0 следующими выражениями: а\ = а'о(' + \)/Г, а'ц = a'0(t + 1 )/2t.

Если для исходного состояния эффективная поверхность /а =fao, то после изменения конструкции катода fa - \fa{a\\) + (t- \)fa{a'^j\lt.

Результаты расчета величины 0 =/а //м как функции от а' представлены на рис. 5. Видно, что возможно значительное, до 40 %, увеличение эффективной поверхности анода.

/ &100

/ Г

0 2 1 3 \ а

в 1,3

1,1

{=3

хз

в 1,2 1,1

(=2

Рис. 5. Изменение плотности анодного

тока от геометрии катода. Значения <1':\- 0,75; 2 - 0,5; 3 - 0,375

Для реальных конструкций решетчатых катодов (г = 2-3) увеличение эффективной поверхности анода составляет до 25 %, что позволяет снизить температуру катода на ~50 К и увеличивает его долговечность почти в 3 раза. Приведённые данные экспериментального обследования приборов ГИ-65А и ГУ-92Б с модернизированными катодами (/ = 2) подтверждают теоретически полученные результаты.

На основе проведенных исследований модернизированные катоды с соотношением количества нитей в наружном и внутреннем рядах, равном двум, внедрены в 13 типов МГЛ. Приведены данные об их конструкции и параметрах, а также результаты испытаний на долговечность, которая превышает 15 тыс. часов.

Представленные материалы показывают, что неравномерность токо-отбора, принципиально присущая проволочным катодам сложной конструкции, не только влияет на определение эффективной поверхности анода, но и требует учета при выборе рабочей температуры катода. Для характеристики неравномерности токоотбора вводится коэффициент Кк - отношение максимальной плотности тока к средней плотности тока катода,

К» ]к шах //к.ср ]т^Ук •

По данным, полученным при исследовании распределения плотности катодного тока по поверхности катодных нитей, значения коэффициента Ки могут быть равными 5-6. Основываясь на температурной зависимости плотности тока эмиссии - уравнении Ричардсона - Дэшмана, определена связь необходимого увеличения температуры катода и коэффициента неравномерности токоотбора. Учитывая, что /е = А-Т2ехр(-ер/АТ), определяем отношение плотностей тока эмиссии соответствующих величинам]к „ и jк,Cfl.

Тогда: Ка = (1 + ЛТ/Т)2-ехр[(е9>/^Т) АТ/(Т + ДТ)].

На рис. 6 представлена зависимость ДТ от коэффициента неравноме р-ности токоотбора Ки. Видно, что превышение температуры, необходимое

д г,к 250 200 150 «0 50

0 1 2 3 4 5 АС.

Рис. 6. Зависимость увеличения темпертуры катода от коэффициента неравномерности токоотбора

для осуществления полного токоотбора, даже при Ки = 2-3 составляет значительную величину. Если учесть, что увеличение температуры на 30 К снижает долговечность катода в 2 раза, становится очевидным значение повышения равномерности токоотбора для увеличения долговечности. С другой стороны, коэффициент неравномерности токоотбора (А"„) у ВТК-катодов сложной конструкции существенно превосходит максимальные значения коэффициента запаса (коэффициента использования эмиссии),

применяемого в теории расчета, что приводит к работе части катода в режиме ограничения температурой и, соответственно, к снижению токоотбо-ра. Повысить равномерность токоотбора представляется возможным за счет увеличения части поверхности катода, для которой характерна максимальная плотность катодного тока. Это можно обеспечить, используя при изготовлении катода плющенку вместо проволочных нитей.

Исследование зависимости токоотбора от поперечного сечения нитей катода проводилось методом математического моделирования. Анализу подвергались модели стержневого (I) и решетчатого (II) катодов из проволоки круглого сечения и соответствующие модели катодов из плющенки (III, IV) с соотношением длины поперечного сечения к ширине, равным 2, и с сохранением величины площади поперечного сечения. Относительная ширина плющенки V = VА связана с d соотношением V = cf{id7)m. Зависимость коэффициента неравномерности токоотбора от геометрических характеристик катода сведена к зависимости от единственного обобщающего параметра - коэффициента густоты катода (Кг), определяемого как отношение поверхности, занятой нитями, к цилиндрической поверхности катода. В обозначениях, принятых для описания моделей, коэффициент густоты катода выражается следующими формулами:

Кг 1 = dtaКгп=(сГ/а%1-<?/4аУ, Ктт=1Ча\ КГ = {1Ча%\-ПЛа').

Зависимость Ки =ДКТ) представлена на рис. 7. Видно, что применение плющенки (модели III, IV) существенно улучшает равномерность токоотбора, особенно для катодов решетчатой конструкции.

Рис.7. Зависимость коэффициента неравномерности токоотбора от густоты катодов различной конструкции

С целью экспериментальной проверки полученных результатов были изготовлены образцы генераторного триода ЗСХ15000А7 с катодом из плющеной проволоки. На экспериментальных образцах и триодах ЗСХ15000А7 были сняты эмиссионные характеристики при различных напряжениях накала.

Используя геометрические характеристики катодов и зависимости, представленные на рис. 6 и 7, можно определить теоретическое снижение температуры катода при замене проволоки на плющенку с сохранением токовых характеристик. Аналогичные данные можно определить по экспериментальным эмиссионным характеристикам с учетом изменения геометрии катодов.

Сравнение указанных величин в зависимости от исходной температуры катода представлено на рис.8. Полученные результаты подтверждают возможность снижения рабочей температуры катода при замене его проволочных нитей на плющеные на 30 - 50 К, что позволяет увеличить долговечность катода в 2 - 3 раза.

АТ.К ^

50 40 30 20 10 О

1800 1850 1900 1950 Т,К

Рис. 8. Снижение температуры катода при замене проволоки на плющенку а - расчет, б - эксперимент

В заключение необходимо отметить, что преимущества катода с нитями из плющенки подтверждаются и расчетом эффективности как отношения тока эмиссии к мощности накала. При равных значениях тока эмиссии, эффективности катодов триода ЗСХ15000А7 и экспериментальных образцов практически совпадают, однако рабочие температуры катодов при этом отличаются на 30 - 50 К. При равных значениях температуры катодов эффективность катода экспериментальных образцов в 1,5-2 раза выше эффек-

тивности катодов триода ЗСХ15000А7, что при равной долговечности позволяет улучшить параметры приборов.

В пятой главе исследуется напряженно-деформированное состояние ВТК-катодов сложной конструкции. При проектировании решетчатых катодов значительные затруднения вызывает проблема обеспечения формо-устойчивости катода, что связано с отсутствием методик расчета напряжений и деформаций, возникающих из-за несоответствия температурного расширения решетки и арматуры.

Разработанная в диссертационной работе методика расчета напряжений и деформаций основана на теории тонких оболочек и использует замену элементарной ячейки катода на тонкую пластину с эквивалентными жестко-стными свойствами. В расчете применены следующие допущения:

- эквитемпературность решетки катода;

- полная осевая симметрия решетки катода;

- закрепление решетки на торцах носит характер жесткой заделки;

- отсутствие влияния технологии закрепления решетки на напряженно-деформированное состояние;

- соединения проволок между собой - абсолютно жесткие;

- проволока катода - продольно несжимаема.

Несмотря на указанные допущения, анализ напряженно-деформированного состояния позволил не только определить напряжения и деформации, возникающие из-за несоответствия температурного расширения решетки и арматуры, но и найти оптимальные соотношения между геометрическими параметрами решетки катода, минимизирующие напряжения и деформации и повышающие формоустойчивость катода при эксплуатации.

Характеристики жесткости эквивалентной пластины определены из условия равенства деформации при одинаковых нагрузках. Коэффициенты жесткости в законе Гука для плоской пластины связаны с характеристиками решетки катода следующими соотнощениями:

- /'вШфСОЗф

где 6=---—.

96£/

А выражение для изгибной жесткости пластины имеет вид: в = 2Ы1{1г [$т2(р + (1 + ц)со$2(р\ совр}.

Для элемента цилиндрической оболочки (рис. 9) дифференциальные уравнения равновесия, с учетом осевой симметрии и отсутствия сдвигаю-

Рис.9. Система нагрузок и усилий элемента цилиндрической оболочки

щих усилий в осевом сечении оболочки, имеют вид:

п ^

-Яг0;

дМ ах

<2=о.

Переходя к относительным координатам и осуществляя ряд преобразований, находим дифференциальное уравнение прогибов, которое сводится

к виду —^+Аа*у = сх-Ь , где: ох

д-,/ Н* Р-гЛ,*2? 4. рн5

2 ' 2* RohGtg2ф

Решение уравнения прогибов с учетом граничных условий, соответствующих температурному режиму оболочки, и совместимости продольных деформаций, позволяет определить функцию прогибов у =/(х), при этом Д( и V, - несоответствие термического расширения решетки и арматуры в радиальном и осевом направлениях соответственно.

Так как начало относительных координат находится на поверхности недеформированной оболочки, то при нагреве Д( < 0 и < 0, а при остывании - Д, > 0 и V, > 0.

Решение уравнения представляется в виде суммы общего решения соответствующего однородного уравнения и частного решения уравнения. В общем виде выражение для функции прогибов записывается следующим образом:

у = A sha*sinax + Вchaxcosax+Сchахsinar + £>shaxcosar+ x~{f- zR^tg1 <p)8.

Постоянные A,B,C,D и F определяются из условий центральной симметрии деформации при отсутствии веса решетки и совместимости продольных деформаций:

А =

^F-zR^lg^S

_ cha sina -sha eos a sha cha+sina cosa'

B =

1Л

+ (F-z/f0ígV)<y

cha sina +sha eos a

C =

sha cha + sina cosa ' _ HpS [sha cosa - a(cha cosa - sha sina)]

sha cha - sina cosa

HpS [cha sina - a(sha sina + cha cosa)] 2 a sina cosa-sha cha

^tg »цАф F = —,-r^-^tg> >ГДе:

Ф =

(a-0)S

ch2asin2a + shz acos2a shacho + sina cosa

Используя соответствие между усилиями в ячейке решетки и плоской пластине и выражения, связывающие усилия в оболочке с координатами, найдем выражения для усилий в узлах ячейки и соответствующие изгибающие и крутящие моменты, действующие в поперечном сечении нитей решетки:

р Л

Мп ~ ш у*, ш \

Мг=ку, к = -

Соответствующие напряжения можно определить по формулам:

o=MJW, o=MJW-r^MJW/,

где к <//32 и жсРИЬ - соответственно осевой и полярный

моменты сопротивления нити.Анализ функции прогибов и возникающих в решетке катода напряжений позволил установить зависимость максимальной деформации от геометрических характеристик решетки - угла навивки

нитей <р и комплекса параметров С1 =-, характеризующего макрогеомет-

2Л0

рию катода, а также оптимальное значение , минимизирующее возникающие в решетке катода напряжения. Соответствующие зависимости представлены на рис. 10 и 11.

На основе полученных результатов предложены усовершенствованые конструкции катодов приборов ГИ-58А и ГУ-99А, обеспечивающие их меньшую деформацию и лучшую формоустойчивость. В работе представлены результаты расчета исходных и усовершенствованных вариантов конструкции катодов и их сравнение с экспериментально измеренными величинами деформации.

Приведены результаты использования разработанной методики для оценки качества серийно выпускаемых МГЛ с ВТК-катодами решетчатой конструкции. Данные расчетов представлены в сравнении с реальными ха-

0 5 10 15 20 25 30 35 40 ф,гт

Рис.10. Зависимость относительной максимальной деформации решетчатого катода от угла навивки нитей

рактеристиками более 20 катодов. Изложены результаты оптимизации конструкции ВТК-катодов при их проектировании.

Проведено исследование влияния на напряженно-деформированное состояние катода изменения соотношения нитей в наружном и внутреннем рядах. Показано, что при изменении расположения нитей катода все напряжения, возникающие из-за несоответствия термического расширения решетки катода и элементов его крепления, уменьшаются при незначительном увеличении деформации.

Исследовано влияние изменения поперечного сечения нитей на деформацию катода и возникающие при этом напряжения. Установлено, что деформация катода из плющенки меньше, чем катода из проволоки круглого поперечного сечения. Вместе с тем, возникающие при этом напряжения увеличиваются, однако возможное снижение температуры катода при использовании плющенки улучшит прочностные характеристики решетки катода и снизит опасность увеличения напряжений.

Шестая глава посвящена разработке и реализации методики ускоренных испытаний мощных генераторных ламп с ВТК-катодом на долговечность. Обосновано применение для их ускорения метода форсирования режима испытаний. Анализ видов отказов и факторов, влияющих на долговечность, показывает, что решающим образом на долговечность МГЛ с ВТК-катодом влияет рабочая температура катода. Ее повышение не только уменьшает срок службы с точки зрения сохранения эмиссионной способно-

<Рст,град

10 12 14 п

Рис.11. Зависимость оптимального угла навивки нитей решетки от макрогеометрии катода

сти катода, но и, повышая температуру всех элементов лампы, приводит к сокращению срока службы из-за ухудшения вакуума, снижения формо-устойчивости катода и сеток и увеличения вероятности возникновения внезапных отказов. Таким образом, форсирование режима целесообразно обеспечить повышением температуры катода.

Методика расчета режима ускоренных испытаний базируется на зависимости долговечности МГЛ с ВТК-катодами от температуры и связи температуры катода с током накала, установленной в третьей главе. Приняв за теоретический коэффициент ускорения К0 отношение долговечности МГЛ в нормальном режиме к долговечности в ускоренном режиме, определяем значение тока накала в ускоренном режиме:

+ 44,51п АГ{

^оОО

*|-в(г) | 2

где индексы «н» и «у» обозначают, соответственно, нормальный и ускоренный режимы. При этом в качестве тока накала в нормальном режиме используется среднее значение тока накала группы ламп определенного времени выпуска. Значение же напряжения накала в ускоренном режиме определяется по усредненной накальной характеристике С/„ = Д/н) и рассчитанному значению тока накала /у в ускоренном режиме.

Целесообразно использовать коэффициент ускорения не более 1(Н12. При таких значениях экономится более 90 % времени испытания, а увеличение напряжения накала составляет —20 %, что ещё не нарушает физических процессов, происходящих при работе МГЛ.

По теореме Ляпунова распределение температуры катода должно подчиняться нормальному закону. Тогда долговечность МГЛ с ВТК-катодами должна подчиняться логарифмически нормальному закону распределения. Используя доверительные пределы для математического ожидания, получаем связь между выборочной дисперсией 5, относительной ошибкой определения долговечности 8 и объемом выборки ламп, позволяющую определить необходимое количество ламп для проведения сравнительных испытаний, подтверждающих идентичность результатов при ис-

8-1

пользовании нормального и ускоренного режимов: ^ > |1п(1 -£) .

чп

При формировании выборок ламп для проведения сравнительных испытаний, кроме их достаточного количества, необходимо обеспечить одинаковое распределение температуры катода в каждой выборке, чтобы исключить зависимость результатов испытаний от исходной долговечности. Поскольку обе выборки ламп взяты из одной генеральной совокупности и имеют одинаковый характер распределения температуры и однозначно связанного с ней тока накала, достаточно сравнить выборочные средние и выборочные дисперсии тока накала.

Сравнительные испытания проводились до выхода ламп из строя или до получения достаточно большой наработки, позволяющей определить параметры распределения долговечности в каждой выборке ламп. В качестве информативных параметров использовались ток накала, ток анода в импульсе, напряжение запирания. Кроме информативных контролировались следующие параметры: выходная мощность, электропрочность, крутизна анодно-сеточной характеристики, коэффициент усиления, термоток и обратный ток сетки, входная, выходная и проходная емкости.

Сравнение параметров распределения тока накала /„ и тока анода в импульсе /вн во время их контроля на 0, 500,2000, 3000,4000, 5000 ч при

Таблица 6.2. Сравнение параметров распределения

Рассчитываемые величины Ток накала /„ при / (ч), равном: Ток анода в импульсе 1„ при ((ч), равном:

0 500 2000 3000 4000 5000 0 500 2000 3000 4000 5000

5,2 14,7 13,6 16,3 13,4 47,7 18,4 2,84 1,50 1,04 2,17 2,62 5,18

522 10,85 11,0 11,5 12,4 16,9 12,6 1,86 0,91 0,89 1,19 2,08 1,88

/. 20 20 17 17 12 13 20 20 17 17 11 13

Л 20 20 19 18 17 17 20 20 19 18 17 17

У^х-ч/гЧиЬ) 0,36 0,36 0,33 0,33 0,28 0,29 0,36 0,36 0,33 0,33 0,26 0,29

1,35 1,24 1,41 1,08 2,82 1,46 1,53 1,65 1,17 1,83 1,26 2,75

2,8 2,8 2,9 2,9 3,2 3,2 2,8 2,8 2,9 2,9 3,3 3,2

х,.Р 111,2 110,9 111,7 112,5 113,4 115,3 8,85 9,3 9,4 9,45 9,5 9,3

Х2ср 110,7 110,3 112,3 112,9 114,4 116,1 9,5 10,0 10,0 9,1 10,2 9,0

2,02 2,02 2,03 2,03 2,05 2,05 2,02 2,02 2,03 2,03 2,06 2,05

3,57 3,44 3,71 3,54 5,43 3,84 1,53 1,10 0,99 1,30 1,55 1,94

(1/щ + 1/п2)1й 0,316 0,316 0,334 0,338 0,337 0,368 0,316 0,316 0,334 0,377 0,387 0,368

1 Х,ср • х2ср1 0,5 0,6 0,6 0,4 1,0 0,8 0,65 0,7 0,6 0,35 0,7 0,3

'иД(Л-5-(1/П.+1/П2)1л 2,28 2,20 2,52 2,43 4,2 2,93 0,978 0,702 0,671 0,99 1,24 1,46

к>

1Л

Для сравнения характера изменения напряжения запирания £/зап использовался метод непараметрической статистики, подтвердивший отсутствие влияния фактора ускорения испытаний на изменение С/зап.

Экспериментальный коэффициент ускорения определялся как отношение времени испытания в нормальном и ускоренном режимах (рис. 12.)

при равной вероятности отказов: Ку = —|е(/„)ч2(/>) . где Г„ и ¿у - время работы,

соответственно, в нормальном и ускоренном режимах; 0 - вероятность отказов.

■ —1_I_I_1_I_1_I_1

4,0 4,5 5,0 5,5 6,0 6,5 7.0 7,5 1Л(Г

Рис. 12. Распределение наработки на отказ при нормальном (1) и ускоренном (2) испытаниях.

(¿<,1 = 0,159 и 0а2 — 0,841 - значения функции распределения наработки на отказ соответствующие стандартному оклонению.

Исследования и разработка режима ускоренных испытаний проводились для генераторного тетрода ГИ-58А. Обработка результатов сравнительных испытаний двух выборок по 20 ламп подтвердила их идентичность и позволила заменить нормальные испытания ускоренными.

На основе проведенных исследований и опыта использования ускоренных испытаний разработаны режимы ускоренных испытаний на долговечность ламп с ВТК-катодом стержневого типа, а также генераторных ламп с оксидным катодом.

Представлены результаты использования ускоренных испытаний при разработке и производстве мощных генераторных ламп на предприятиях электронной промышленности.

В заключении приведены основные результаты и выводы, полученные при выполнении диссертационной работы.

Основным итогом диссертационной работы является теоретическое обобщение и решение крупной научной проблемы - разработка теории расчета ВТК-катодов сложных конструкций, учитывающей многообразие физических процессов, происходящих при его работе, и создание на её основе МГЛ с ВТК-катодами усовершенствованной конструкции и технологии, обеспечивающих долговечность в десяти тысяч часов.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

Результаты работы более детально могут быть сформулированы следующим образом:

1. Выявлены закономерности повышения рабочей температуры ВТК-катода за счёт эффекта самооблучённости - многократного отражения лучистого потока с катода в системе электродов мощных генераторных ламп с последующим поглощением доли мощности самим катодом. Внедрена в практику проектирования в ЗАО "СЕД-СПб" методика расчёта геометрии ВТК-катода, учитывающая эффект самооблучённости, уточняющая значение рабочей температуры катода и показывающая неправомерность использования удельной мощности накала для оценки режима работы катода.

2. Исследовано распределение токоотбора по поверхности ВТК-катода сложных конструкций в режимах ограничения тока пространственным зарядом и температурой. Определено влияние неравномерности токоотбора с поверхности ВТК-катода на рабочую температуру катода, показано, что улучшение равномерности токоотбора в 2 раза позволяет снизить рабочую температуру на 60-90 К и увеличить долговечность катода в ~5 раз. Разработаны новые конструкции ВТК-катода, внедрение которых в ряд мощных генераторных ламп обеспечило улучшение их параметров и долговечности.

3. Впервые экспериментально определены зависимости модуля Юнга и предела пропорциональности карбидированного торированного вольфрама от диаметра проволоки, температуры и степени карбидирования в рабочем интервале температур ВТК-катода (1850-2050 К);

4. Разработана теория расчёта напряжённо-деформированного состояния ВТК- катода различных сложных конструкций. Установлена зависимость оптимального угла навивки нитей ВТК-катода от комплекса параметров, характеризующего макрогеометрию ВТК-катода. Исследовано влияние на напряжённо-деформированное состояние ВТК-катода изменения его конструкции и формы поперечного сечения нитей. Предложены и внедрены

в производство конструкторские и технологические решения, увеличивающие формоустойчивость ВТК-катода и повышающие его надёжность.

5. Разработана эффективная методика ускоренных испытаний мощных генераторных ламп с ВТК-катодом на надёжность и долговечность, позволяющая сократить длительность испытаний в 10 раз, снизив затраты на их проведение и обеспечив достоверность получаемых результатов. Ускоренные испытания мощных генераторных ламп с ВТК-катодом внедрены в производство ряда предприятий электронной промышленности. Разработанные методики ускоренных испытаний распространены также на лампы с оксидными катодами и широко внедрены в производство.

6. Материалы диссертации включены в учебное пособие, в текст лекций и используются при чтении лекций, проведении лабораторных и практических занятий по дисциплинам: «Мощные генераторные приборы», «Электронные приборы и устройства», «Технология и автоматизация производства электронных приборов», «Специальные вопросы технологии производства электронных приборов».

В приложениях представлены протоколы испытаний, результаты расчетов, акты внедрения и расчеты экономического эффекта.

ОПУБЛИКОВАННЫЕ РАБОТЫ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Прилуцкий B.C. Вольфрамовый тарированный карбидированный катод.-М.: Руда и металлы,2001.-150с.

2. Махалова М.В., Прилуцкий B.C. Определение коэффициента самооблучённости решётчатых катодов. //Электронная техника. Сер.4. Электровакуумные и газоразрядные приборы. 1981. Вып. 1 (84).С.24-29.

3. Исаев Ю.Н., Прилуцкий B.C. Определение модуля упругости и предела прочности карбидированного торированного вольфрама при высоких температурах. . //Электронная техника. Сер.4. Электровакуумные и газоразрядные приборы. 1984. Вып.2(101).С.34-37.

4. Алексеев О.Н., Волостных Е.И., Пирогов В.А., Прилуцкий B.C., Смарышева Л.Г. Разработка режимов ускоренных испытаний на долговечность генераторных ламп с катодом решётчатого типа. //Электронная техника. Сер.4. Электровакуумные и газоразрядные приборы. 1985. Вып. 1(106).С.51 -56.

5. Гоголев Г.П., Прилуцкий B.C., Радченко Л.А. Нивелирование поверхности вольфрамовой проволоки для повышения качества сварки. //Электронная техника. Сер.4. Электровакуумные и газоразрядные приборы. 1988. Вып.2(121).С.71-74.

6. Гоголев Г.П., Радченко Л.А., Прилуцкий B.C. Снижение деградации сварных соединений - фактор обеспечения надежности и долговечности Mi ll. // Новые методы сварки в машиностроении и

приборостроении. Тезисы докладов конференции. С.42-43. Саратов, 22-24 сентября, 1988.

7. Прилуцкий B.C. Увеличение долговечности решётчатого катода за счёт улучшения токоотбора. //Электронная техника. Сер.4. Электровакуумные и газоразрядные приборы. 1988. Вып.З(122).С.82-88.

8. Брусиловский Г.Л., Гоголев Г.П., Лесиш Ю.К., Прилуцкий B.C., Радченко Л.А. Особенности конструкции и технологии вольфрамового торированного карбидированного катода. //Обзоры по электронной технике. Сер.4. Электровакуумные и газоразрядные приборы. 1988. Вып.2(1371).60с.

9. Прилуцкий B.C., Эгаптейн М.С. Цифровое моделирование процесса декарбидирования вольфрамовых торированных карбидирован-ных катодов. //Электронная техника. Сер.4. Электровакуумные и газоразрядные приборы. 1989. Вып.2(125)юбилейный.С.59-62.

10. Гоголев Г.П., Прилуцкий B.C., Радченко Л.А. Процесс деградации сварных соединений элементов электровакуумных приборов. //Электронная техника. Сер.4. Электровакуумные и газоразрядные приборы. 1989. Вып.2(125)юбилейный.С.62-65.

11. Гоголев Г.П., Прилуцкий B.C., Радченко Л.А. Анализ и определение характеристик проволок для вольфрамовых тарированных карбидированных катодов. //Электронная техника. Сер.4. Электровакуумные и газоразрядные приборы. 1990. Вып.1(128).С.82-85.

12. Прилуцкий B.C. Формоустойчивость решётчатого катода. Расчёт и анализ напряжений и деформаций. //Электронная техника. Сер.4. Электровакуумные и газоразрядные приборы. 1990. Вып.2(129).С.8-15.

13. Прилуцкий B.C., Завьялов H.H., Иванов В.А. Методические указания к выполнению лабораторных работ по дисциплине «Технология производства электронных приборов». Для студентов по специальности «Электронные приборы и устройства». //Л., 1991, 75с

14. Прилуцкий B.C., Шануренко А.К. Особенности физических процессов в катодах мощных электронных приборов с электростатическим управлением. Текст лекций. Мин. Общего и профессионального образов. РФ, СПБ Гос. Электротехнический университет. СПб. 1998. 30с.

15. Ветров Н.З., Павлов Б.В., Прилуцкий B.C. Последнее поколение мощных генераторных тетродов. //Петербургский журнал электроники. №2(20). 1999.С.40-47.

16. Костромова Л.В., Либман И.С., Прокофьев В.Д., Прилуцкий B.C. Мощные генераторные лампы для высокочастотного нагрева. //Известия высших учебных заведений. Материалы электронной техники. №1 '01.2001. М. Изд. Дом «Руда и металлы».

17.Прилуцкий B.C., Шелухина Т.В. Особенности технологического процесса получения карбидного покрытия для высокоэффектив-

ного катода из тарированного вольфрама с повышенной надежностью и долговечностью.//Вакуумная техника и технология. Том 12, №1. СПб. 2002. С.61-64.

18. A.I.Kvasha, V.L.Serov, V.S.Prilutsky, V.A.Pirogov, V.A.Kostromova, V.D.Prokovyev, L.B.Yazuk. A new 200 MHz powerful pulse triode for the output power amplifier of DTL RF system. //Proceedings of the 2001 Particle Accelerator Conference, v.2, p. 1222. Chicago, Illinois, U.S.A., June 18-22, 2001.

19. A.C. № 611516 (СССР). Способ изготовления прямонакальных катодов. /Дворкин И.И., Жиховская JI.A., Климов А.А., Прилуц-кий B.C., Серова Н.Н. 1978.

20. А.С. №1079099 (СССР). Электронная лампа. / Андреенко JI.C., Бейлинсон В.И., Либман И.С., Прилуцкий B.C., Прокофьев В.Д.

1983.

21. А.С. №1145831 (СССР). Катодный узел. / Андреенко JI.C., Бейлинсон В.И., Либман И.С., Прилуцкий B.C., Прокофьев В.Д.

1984.

22. А.С. №1426318 (СССР). Электронная лампа. / Андреенко Л.С., Прилуцкий B.C. 1988.

23. А.С. №1653468 (СССР). Катод для электронных ламп. / Ба-дыровОХ, Прилуцкий B.C. 1991.

ЛР № 020617 от 24. 06.98

Подписано в печать 09.04.03. Формат 60*84 1/16. Бумага офсетная Печать офсетная. Усл. печ. л. 2,0. _Тираж 100 экз. Заказ 30_

Отпечатано с готового оригинал-макета в типографии Издательства СПбГЭТУ «ЛЭТИ» 197376, С.-Петербург, ул. Проф. Попова, 5

! i

i i

( i

Í-- .39

РНБ Русский фонд

2004-4 17977

Оглавление автор диссертации — доктора технических наук Прилуцкий, Виктор Сергеевич

Введение.

1. Физические представления о работе ВТК-катода.

1.1. Свойства карбидов вольфрама.

1.1.1 .Диаграмма состояния системы вольфрам-углерод (W - С).

1.1.2. Термические и термодинамические свойства.

1.1.3. Электрические и магнитные свойства.

I» 1.1.4. Механические свойства.

1.1.5. Химические и электрохимические свойства.

1.2. Природа химической связи карбидов вольфрама.

1.3. Энергетическая модель металла. Поверхность металла, покрытая пленкой адатомов.

1.4. Пленочные катоды. Закономерности изменения работы выхода в системе W-Th.

1.5. Физико-химические процессы, происходящие в приповерхностной зоне катода.

1.5.1.Состояние поверхности активного катода.

1.5.2.Соотношение скоростей протекания основных процессов.

1.5.3.Природа эмиссионной неоднородности торированного вольфрама.

2. Особенности технологии изготовления ВТК-катода.

2.1. Методы получения карбидов вольфрама.

2.2. Исходный материал для изготовления ВТК-катода.

2.2.1. Изготовление исходного катодного материала.

2.2.2. Подготовка вольфрамовой торированной проволоки. v 2.2.3. Свойства исходной вольфрамовой проволоки.

2.3. Изготовление решетки ВТК-катода.

2.3.1. Деформация проволоки при изготовлении ВТК-катода.

2.3.2. Технология сварки.

2.3.2.1. Нивелирование поверхности вольфрамовой проволок для повышения качества сварки.

2.4. Карбидирование ВТК-катода.

2.4.1. Оптимизация структуры карбидного слоя.

2.4.2. Активирование ВТК-катода.

2.4.3. Автоматизация процесса карбидирования.

2.4.4. Свойства карбидированного торированного вольфрама.

2.4.4.1. Удельное электрическое сопротивление.

2.4.4.2. Теплофизические характеристики.

2.4.4.3. Физико-механические характеристики.

3. Особенности конструкции и расчетВТК-катода.

3.1 .Параметры ВТК-катода.

3.2. Конструкции ВТК-катодов.

3.3. Расчет эквитемпературного ВТК-катода.

3.3.1. Учет влияния охлажденных концов.

3.4. Учет коэффициента самооблученности.

3.4.1. Методика определения коэффициента самооблученности катода.

3.4.2. Методика и результаты эксперимента.

3.4.3. Обобщение и анализ результатав.

3.5. Расчет ВТК-катода стержневого типа.

3.5.1 .Расчет распределения температуры по длине ВТК-катода.

3.6. Долговечность ВТК-катода.

3.6.1. Процессы деградации карбидного слоя. щ 3.6.2. Расчет долговечности ВТК-катода. 4. Исследование неравномерности токоотбора с поверхности нитей катодов сложной конструкции.

4.1. Исследование зависимости токоотбора с поверхности нитей катода от их пространственного расположения.

4.1.1. Постановка задачи и описание моделей.

4.1.2. Расчет эффективной поверхности анода.

4.1.3. Оптимизация геометрии решетчатого катода.

4.1.4. Режим ограничения тока температурой.

4.2. Исследование эффективности разработанной методики и её реализация в производстве Ml 11.

4.2.1. Разработка и обследование экспериментальных образцов.

4.2.2. Внедрение новой конструкции ВТК-катодов в производство.

4.3. Влияние неравномерности токоотбора на температурный режим ВТК-катода.

4.3.1. Учет неравномерности токоотбора при расчете катода.

4.3.2. Исследование зависимости токоотбора от поперечного сечения нитей катода.

4.3.3. Изготовление и обследование экспериментальных макетов.

5. Исследование напряженно-деформированного состояния решетчатого катода и определение влияния геометрических характеристик катода на его формоустойчивость.

5.1. Методика расчета напряжений и деформаций решетчатого катода.

5.1.1. Принятые обозначения.

5.1.2. Расчетная модель.

5.1.3. Дифференциальное уравнение прогибов.

5.1.4. Решение дифференциального уравнения прогибов.

5.1.5. Определение напряжений в решетчатом катоде.

5.2. Анализ напряжений и деформаций в решетчатом катоде.

5.2.1. Анализ функции прогибов.

5.2.2. Анализ напряжений, возникающих в решетке катода.

5.2.3. Анализ зависимости напряжений и деформации решетки катода от её геометрических характеристик.

5.3. Расчет реальных катодов и сопоставление результатов расчета с экспериментальными измерениями.

5.3.1. Расчет напряжений и деформации катода мощного импульсного генераторного тетрода ГИ-5 8 А.

5.3.2. Расчет напряжений и деформации катода мощного генераторного тетрода ГУ-99А.

5.3.3. Использование методики расчета напряжений и деформации при проектировании ВТК-катодов.

5.4. Исследование влияния изменения конструкции ВТК-катода на его деформацию и возникающие напряжения.

5.4.1 Влияние на напряженно-деформированное состояние катода изменения соотношения нитей в наружном и внутреннем рядах.

5.4.2 Влияние на напряженно-деформированное состояние катода изменения поперечного сечения нитей.

6. Разработка и реализация методики ускоренных испытаний мощных генераторных ламп с ВТК-катодом на долговечность.

6.1. Выбор метода ускорения испытаний.

6.2. Методика расчета режима ускоренных испытаний.

6.3. Формирование выборок ламп для проведения сравнительных испытаний.

6.4. Методика определения экспериментального коэффициента ускорения и сравнения результатов испытаний.

6.5. Реализация разработанной методики.

6.6. Использование ускоренных испытаний при разработке и производстве мощных генераторных ламп.

Введение 2003 год, диссертация по электронике, Прилуцкий, Виктор Сергеевич

Функционирование промышленно-развитого государства невозможно без радиовещания и телевидения, без надежной радиосвязи, включая военную связь (штабную, между родами войск, дальнюю связь кораблей с базами). При этом особую роль играют мощные радиосистемы. Элементами, определяющими тактико-технические характеристики таких систем, являются генераторные лампы.

Многие виды радиолокационных систем как гражданского, так и военного применения (системы ПВО, загоризонтной радиолокации раннего оповеще-ц ния, ряд систем наведения и управления стрельбой), также используют мощные генераторные лампы.

Таким образом, направление электроники, связанное с разработкой и производством мощных генераторных ламп (MTJI), является неотъемлемой частью жизнеобеспечения государства, а сами эти приборы — одним из видов стратегически важной продукции.

Кроме того, мощные генераторные лампы находят широкое применение в современных технологических установках, а также в специальных электрофизических установках, предназначенных для ускорения заряженных частиц и исследований в областях ядерной физики и термоядерного синтеза.

Торированный вольфрам (вольфрамовая проволока с присадкой окиси тория - И1О2) как эмиттер и исходный материал для изготовления катодов электровакуумных приборов (ЭВП) был предложен Ленгмюром в 1915 году в результате исследования термоэлектронной эмиссии различных сортов вольфрамовой проволоки. Присадка окиси тория в количестве 1-2 % позволяет получить значительно большую электронную эмиссию, чем с чистого вольфрама.

На основе этих исследований в СССР была разработана технология и организовано производство вольфрамовой проволоки марок ВТ, ВТ 10, ВТ15, а также ВР10Т2 и ВР20Т2 с дополнительным введением 10 и 20 % рения для повышения дуктильности. Проволоки марок ВТ15 и ВР10Т2 до настоящего времени широко используются в качестве катодного материала ЭВП.

Повышение эмиссии в торированном катоде обеспечивается за счет создания моноатомной пленки Th на поверхности вольфрама при активировании катода. Активирование производится при температуре 1900 - 2200 К после диссоциации окиси тория при кратковременном прогреве до 2500 К. Работа выхода такого катода составляла 2,63 эВ, что значительно ниже, чем для W (4,55 эВ) и Th (3,88 эВ). Однако торированный вольфрамовый катод характеризуется невысокой долговечностью (около 1000 ч.), высокой чувствительностью к ионной бомбардировке и неустойчивостью эмиссии. Это объясняется, с одной стороны, значительной скоростью испарения Th с поверхности вольфрама, не позволяющей использовать катод при температурах активирования, когда Th еще подвижен и может восполнить убыль из поверхностной пленки за счет диффузии изнутри, с другой стороны, незначительным запасом металлического тория, создаваемым при активировании, которого не хватает на продолжительный срок службы при более низких температурах в условиях отсутствия его восполнения и диффузии.

Эти недостатки значительно уменьшены в вольфрамовом торированном карбидированном катоде, представляющем собой катод из торированного вольфрама, поверхностный слой которого превращен в карбид вольфрама W2C (карбидирован). Присутствие углерода обеспечивает восстановление окиси тория по реакции ТЬОг + 2С = Th + 2СО, которая протекает значительно быстрее и в более широком диапазоне температур, чем в вольфрамовом торированном катоде. Кроме этого, скорость испарения тория с карбида вольфрама в несколько раз меньше, чем с чистого вольфрама при одной и той же температуре.

Благодаря этим обстоятельствам, ВТК-катод может стабильно работать в более широком диапазоне температур, обладает хорошей стойкостью к ионной бомбардировке и способен обеспечивать долговечность в 10000 часов и более. При этом долговечность определяется запасом карбида вольфрама и рабочей температурой катода, запаса окиси тория в исходной проволоке хватает для работы в течение сотен тысяч часов.

Вместе с тем длительное использование ВТК-катода сопровождалось существенным усложнением его конструкции и повышением технических требований к параметрам и характеристикам, что привело к необходимости решения ряда новых теоретических задач, таких как: - учёт влияния эффекта самооблучённости на температурный режим катода; - оптимизация геометрии катода; - расчёт напряжённо-деформированного состояния и повышение фор-моустойчивости катода; - увеличение надёжности и долговечности при сохранении технических характеристик и эффективности. Теория и методики расчёта ВТК-катода разрабатывались применительно к катодам простой конструкции, как правило, в виде одиночных нитей, и перечисленные проблемы отсутствовали или носили несущественный характер. Прогресс в разработке мощных генераторных ламп с ВТК-катодом обеспечивался за счет совершен- ' ствования технологических процессов и эвристических конструкторских решений. Можно сказать, что время определило актуальную проблему разработки комплексной теории ВТК-катода, учитывающей многообразие физических процессов, происходящих при его работе, и создания на её основе методик расчёта и проектирования ВТК-катодов с долговечностью в десятки тысяч часов. Актуальность этой задачи подтверждается, в том числе, и обострением конкуренции как между различными производителями мощных генераторных ламп с ВТК-катодами, так и между приборами различных классов (полупроводниковые приборы, приборы СВЧ). И в том и другом случае решающее значение имеет соотношение цены с техническими характеристиками и долговечностью.

Целью данной работы и является решение указанной проблемы. Научная новизна работы.

- определена связь температуры ВТК-катода с коэффициентом самооблучённости;

- определена зависимость коэффициента самооблучённости от геометрических характеристик ВТК-катода;

3. Показано, что распределение токоотбора по поверхности ВТК-катода сложных конструкций в режимах ограничения тока пространственным зарядом и температурой определяется расположением и конфигурацией нитей катода и может быть оптимизировано для улучшения характеристик катода.

- определена зависимость токоотбора от геометрических характеристик ВТК-катода;

- определено влияние геометрии ВТК-катода решётчатой конструкции на равномерность токоотбора;

- впервые экспериментально определены зависимости модуля Юнга и предела пропорциональности карбидированного торированного вольфрама от диаметра проволоки, температуры и степени карбидирования в рабочем интервале температур ВТК-катода (1850-2050 К);

- определена зависимость величины максимальных напряжений от геометрических характеристик ВТК-катода;

- предложена теория прочности, позволяющая прогнозировать появление остаточной деформации.

- разработана методика сравнения теоретического и экспериментального коэффициентов ускорения.

Результаты исследований использованы при проектировании, производстве и эксплуатации мощных генераторных ламп с ВТК-катодом, а также в учебном процессе подготовки специалистов в области электронной техники.

Практическая значимость работы.

Проведённые исследования позволили разработать новые конструкции и технологии изготовления ВТК-катода, обеспечить увеличение долговечности мощных генераторных ламп с ВТК-катодом до десятков тысяч часов. На основе результатов исследований:

1.Внедрена в практику проектирования методика расчёта геометрии ВТК-катода, учитывающая эффект самооблучённости, уточняющая значение рабочей температуры катода и показывающая неправомерность использования удельной мощности накала для оценки режима работы катода.

2.Разработанная методика оптимизации токоотбора позволила предложить новую конструкцию ВТК-катода, использование которой в ряде мощных генераторных ламп обеспечило улучшение их параметров и долговечности.

3.Разработаны новые конструкции ВТК-катода с изменением сортамента исходного материала и технологии изготовления, позволяющие снизить неравномерность токоотбора и существенно повысить долговечность катода и, соответственно, MTJI с его использованием.

4.Внедрена теория расчёта напряжённо-деформированного состояния ВТК-катода, позволяющая прогнозировать его формоустойчивость. Предложены и внедрены в производство конструкторские и технологические решения, увеличивающие формоустойчивость ВТК-катода и повышающие его надёжность.

7.Материалы диссертации включены в учебные пособия, в текст лекций и используются при чтении лекций, проведении лабораторных и практических занятий по дисциплинам: «Мощные генераторные приборы», «Электронные приборы и устройства», «Технология и автоматизация производства электронных приборов», «Специальные вопросы технологии производства электронных приборов».

Апробация работы.

Результаты исследований, изложенные в диссертации, докладывались на: • конференции «Новые методы сварки в машиностроении и приборостроении», г.Саратов, 1988г.;

• Международной выставке NAB96 (Национальная ассоциация радиовещателей), Las Vegas, Nevada, USA, 1996г.;

• Международной выставке TRBE «Телерадиовещание-99», Москва, Россия, 1999г.;

• The Particle Accelerator Conference, Chicago, Illinois, USA, 2001 г.;

• Third IEEE International Vacuum Electronics Conference, Monterey, California, USA, 2002;

• IEEE International Vacuum Electron Sources Conference, Saratov, Russia, 2002;

• Научных семинарах и конференциях профессорско-преподавательского состава Санкт-Петербургского государственного Электротехнического университета «ЛЭТИ»;

• Научно-технических советах ОАО «Светлана», ЗАО «СЕД-СПб», ГНПП «Контакт», ОАО НИИ «Электрон».

По теме диссертации опубликовано 25 печатных работ, включая одну монографию и пять авторских свидетельств на изобретения.

Научные положения, выносимые на защиту.

2. Неравномерность токоотбора с поверхности ВТК-катода приводит к необходимости повышения рабочей температуры катода для обеспечения требуемой средней плотности катодного тока, при этом уменьшение неравномерности токоотбора в 2 раза позволяет снизить температуру катода на 6090 К и повысить долговечность в 3-5 раз. В частности:

- замена проволочных нитей ВТК-катода на нити из плющенки с сохранением площади поперечного сечения позволяет уменьшить неравномерность токоотбора в 1,5 раза, увеличив в 2-3 раза его долговечность;

Краткая аннотация работы.

В диссертации рассмотрен и решен ряд актуальных научно-технических и конструкторско-технологических вопросов, имеющих большое практическое значение в области разработки, производства и эксплуатации мощных генераторных ламп. С современных позиций подробно изложены физические представления о работе ВТК-катода, технологические особенности его изготовления, различные аспекты его расчёта и конструирования.

Учтены и исследованы эффекты, имеющие существенное значение для сложных, в первую очередь решётчатых, конструкций ВТК-катода. Разработаны и внедрены в производство новые методики расчёта, позволяющие усовершенствовать проектирование и повысить качество мощных генераторных ламп с ВТК-катодом. Все исследования приоритетно ориентированы на увеличение надёжности и долговечности мощных генераторных ламп с ВТК-катодом.

В диссертации для решения поставленных задач применялись следующие основные методы исследования:

• анализ и обобщение литературных данных в области теории и практики проектирования мощных генераторных ламп с ВТК-катодом;

• метод аналого-цифрового моделирования при исследовании токоотбора с поверхности нитей катода;

• методы математического моделирования с использованием вычислительной техники;

• методы математического планирования эксперимента;

• метода аналитического расчёта;

• различные экспериментальные методы измерения параметров и физических характеристик материалов и опытных образцов;

• методы математической статистики для анализа, обработки и обобщения результатов экспериментов;

Результаты работы широко внедрены в практику проектирования, производства и эксплуатации мощных генераторных ламп с ВТК-катодом. Экономический эффект, полученный от внедрения результатов работы в промышленности, составил 14,406 млн. руб.

Диссертация состоит из введения, шести глав, заключения и пяти приложений, включающих протоколы испытаний, таблицы расчётов и акты внедрения результатов работы в производство.

Заключение диссертация на тему "Вольфрамовый торированный карбидированный катод для мощных электронных ламп"

Результаты исследования влияния паров воды и водорода на карбид вольфрама в интервале температур 800 — 1000 °С [32] показали, что при наличии указанных компонентов происходит обезуглероживание WC, что, вероятно, является одной из причин декарбидирования ВТК-катода при эксплуатации электронных приборов.

В работе [33] для исследования влияния влаги на карбид вольфрама по адсорбции паров метанола были использованы порошки различной дисперсности: 0,059 мг/г (крупнозернистый), 0,250 мг/г (среднезернистый) и 0,505 мг/г (мелкозернистый). В водороде промышленной чистоты при температуре 850 °С и времени выдержки 2 ч потери углерода составляют 10 - 27 %. С повышением дисперсности порошка карбида потери увеличиваются, а при температуре 1160 °С обезуглероживание резко возрастает и достигает 90 — 100 %. При прокаливании порошков в водороде с точкой росы -45 и —35 °С при тех же температурах потери составляют соответственно 20 и 56 - 74 %. При тех же условиях в водороде с точкой росы - 50 °С степень обезуглероживания равна 3-10 %.

Следует также отметить изменение свойств карбидов под влиянием радиационного облучения (табл. 1.8). В этом случае наиболее важное значение имеют макроскопическое сечение поглощения и сечение рассеяния тепловых нейтронов.

7. ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате выполнения диссертационной работы решена актуальная научно-техническая задача разработки комплексной теории ВТК-катода, учитывающей многообразие физических процессов, происходящих при его работе и создания на её основе методик расчёта и проектирования ВТК-катодов сложной конструкции с долговечностью в десятки тысяч часов.

Результаты исследований использованы при проектировании, производстве и эксплуатации мощных генераторных ламп с ВТК-катодом, а также в учебном процессе при подготовке специалистов в области электронной техники.

7.1. Научные и технические результаты, полученные при выполнении диссертационной работы

3. Разработана методика расчёта геометрии ВТК-катода, учитывающая эффект самооблучённости, на заданные параметры (ток эмиссии, напряжение накала, долговечность).

3. Исследовано распределение токоотбора по поверхности ВТК-катода сложных конструкций в режимах ограничения тока пространственным зарядом и температурой.

5. Разработана методика расчёта изменения токоотбора от соотношения количества нитей в наружном и внутреннем рядах ВТК-катода решётчатой конструкции;

6. Исследовано влияние неравномерности токоотбора с поверхности ВТК-катода на рабочую температуру катода, показано, что улучшение равномерности токоотбора в 2 раза позволяет снизить рабочую температуру на 60-90 К и увеличить долговечность катода в —5 раз.

7. Исследованы новые конструкции ВТК-катода с изменением сортамента исходного материала и технологии изготовления, позволяющие снизить неравномерность токоотбора и существенно повысить долговечность катода.

8. Разработана теория расчёта напряжённо-деформированного состояния ВТК-катода различных сложных конструкций.

9. Установлена зависимость оптимального угла навивки нитей ВТК-катода, обеспечивающего минимальную деформацию катода, от комплекса параметров, характеризующего макрогеометрию ВТК-катода; определена зависимость величины максимальных напряжений от геометрических характеристик ВТК-катода;

10. Исследовано влияние на напряжённо-деформированное состояние ВТК-катода изменения соотношения количества нитей в наружном и внутреннем рядах и формы поперечного сечения нитей.

11. Разработана эффективная методика ускоренных испытаний мощных генераторных ламп с ВТК-катодом на надёжность и долговечность, позволяющая сократить длительность испытаний в 10 раз, снизив затраты на их проведение и обеспечив достоверность получаемых результатов.

7.2. Практические результаты, полученные при выполнении диссертационной работы и использование их в промышленности

1. Внедрена в практику проектирования в ЗАО "СЕД-СПб" методика расчёта геометрии ВТК-катода, учитывающая эффект самооблучённости, уточняющая значение рабочей температуры катода и показывающая неправомерность использования удельной мощности накала для оценки режима работы катода.

2. Разработана новая конструкция ВТК-катода, внедрение которой в ряд мощных генераторных ламп обеспечило улучшение их параметров и долговечности.

3. Разработана новая конструкция ВТК-катода с изменением сортамента исходного материала и технологии изготовления, позволяющая снизить неравномерность токоотбора и существенно повысить долговечность катода.

4. Внедрена в ЗАО "СЕД-СПб" методика расчёта напряжённо-деформированного состояния ВТК-катода, позволяющая прогнозировать его формоустойчивость. Предложены и внедрены в производство конструкторские и технологические решения, увеличивающие формоустойчивость ВТК-катода и повышающие его надёжность.

5.Внедрены в производство ряда предприятий эффективные ускоренные испытания мощных генераторных ламп с ВТК-катодом, позволяющие повысить оперативность получения результатов и снизить затраты на проведение испытаний. Разработанные методики ускоренных испытаний распространены на лампы с оксидным катодом и широко внедрены в производство. 7.Материалы диссертации включены в учебное пособие, в текст лекций и используются при чтении лекций, проведении лабораторных и практических занятий по дисциплинам: «Мощные генераторные приборы», «Электронные приборы и устройства», «Технология и автоматизация производства электронных приборов», «Специальные вопросы технологии производства электронных приборов».

Акты внедрения и расчеты экономического эффекта представлены в приложении Д.

В целом использование результатов, полученных в диссертационной работе, при разработке и производстве МГЛ с ВТК-катодом позволило повысить их надежность и обеспечить долговечность 10-И 2 тысяч часов. Годовой экономический эффект от использования результатов, полученных в диссертационной работе, составил 14,406 млн. руб.

Библиография Прилуцкий, Виктор Сергеевич, диссертация по теме Вакуумная и плазменная электроника

1. Воронкова Е.А. Твердые сплавы. М.: Металлургиздат, 1959.

2. Rudy Е., Rindisch St. // J. Amer. Cer. Soc. 1967. V. 50. P. 272.

3. Rudy E., Hofman I. // Planseeber. fur Pulverment. 1967. Bd. 15. S. 174.

4. Эллиот Р.П. Структуры двойных сплавов. М.: Металлургия, 1970.

5. Orton G. М., Thesis Ph. D. // Ohio State University, 1961.

6. Филимоненко B.H., Пивоваров Л.Х. // Изв. АН СССР. Металлы. 1968. т. 5. С. 165.

7. Беликов A.M., Уманский Я.С. // Кристаллография. 1959. Т. 4. С. 684.

8. Schick H.L. In: Thermodinamics of Certain Refractory compounds 1,2. N.Y.London,. Academic Press, 1966.

9. Фесенко B.B., Болчар A.C. Испарение тугоплавких соединений. М.: Металлургия, 1969.

10. Куликов И.С. Термическая диссоциация соединений. М.: Металлургиздат, 1969.

11. Hoch М. // J. Phys. Chem. 1955. V. 59. P. 97.

12. Стормс Э. Тугоплавкие карбиды. М.: Атомиздат, 1970.

13. Коломеец Н.В., Нешпор B.C. и др. //ЖТФ. 1958. Т. 28. С. 2382.

14. Самсонов Г.В., Витрянюк В.К. и др. Карбиды вольфрама. Киев: Наукова думка, 1974.

15. Меерсон Г.А., Уманскии Я.С. // Изв. СФХА. 1953. Т. 22. С. 105.

16. Самсонов Г.В. // Изв. СФХА. 1956. Т. 27. С. 97.

17. Крушинский А.И. Тугоплавкие карбиды. Киев: Наукова думка, 1970.

18. Самсонов Г.В., Портной К.И. Сплавы на основе тугоплавких соединений. -М.: Оборонгиз, 1961.

19. Руденко В.И. Термопрочность материалов и конструктивных элементов. — Киев: Наукова думка, 1967.

20. Самсонов Г.В., Уманский Я.С. Твердые соединения тугоплавких металлов. -М.: Металлургиздат, 1957.

21. Харченко В.И., Струк Л.И. // Порошковая металлургия. 1961. № 2. С. 82.

22. Лященко А. Б., Мельничук П.И.,Францевич И.Н. // Порошковая металлур гия. 1961. №5. С. 10.

23. Францевич И.Н. и др. // Изв. АН СССР. Неорганические материалы. 1961. № 2. С. 4.

24. Ковальченко М.С. и др. // Порошковая металлургия. 1971. № 8. С. 87.

25. Kel ly A., Rowaliffe D. // J. Amer. Cer. Soc. 1967. V. 50. P. 5.

26. Падерно Ю.Б., Самсонов Г.В., Хренова JI.M. // Электроника. 1959. № 4. С. 165.

27. Самсонов Г.В. и др. // Изв. АН СССР. Металлургия и топливо. 1962. № 5. С. 167.

28. Shimodaira S., Savada V. // Nippon Kinzoku Gakkai Si. 1957. V. 21. P. 271.

29. Самсонов Г.В. Тугоплавкие соединения. М.: Металлургиздат,1963.

30. Boos H.//J. Metals, 1956. V. 10. P. 130; 1957. V. И. P. 22.

31. Войтович Р.Ф. Тугоплавкие соединения. Термодинамические характеристи ки. КиевА Наукова думка, 1971.

32. Босс Г. Проблемы современной металлургии. 1960. Т. I. С. 53.

33. Малтинская М.И., Лосева С.С., Ивенсен В.А. Твердые сплавы. М.: Метал лургия, 1967.

34. Котельников Р.Б. и др. Особо тугоплавкие элементы и соединения. М. Металлургия, 1969.

35. Keilholtz G.W., Moore R.E., Osborn М. F. //Nuclear Appl. 1986. V. 4. P. 330.

36. Ковальченко M.C., Роговой Ю.И. // ФММ. 1973. № 6. С. 35.

37. Rundle R.E. // Acta Ciyst. 1948. V. 1. P. 80.

38. Юм-Розери В., Грейнор Т.В. Структура металлов и сплавов.- М.: Метал-лургиздат, 1959.

39. Ковенский М. М. // ФТС. 1963. Т. 5. С. 1423.

40. Рейне Ф.Н. Фазовые диаграммы в металлургии. М.: Металлургиздат, 1960.

41. Францевич И.Н., Ковенский М. М. // ДАН СССР. 1961. Т. 11. С. 1471.

42. Bilz Н. // Z. Physik. 1958. Bd. 133. S. 338.

43. Жураковский Е. А. // ДАН СССР. 1968. Т. 180. С. 1088.

44. Williams W.S., Schaal R.D. // J. Appl. Phys. 1962. V. 33. P. 955.

45. Dempsey E. // Phil. Mag. 1968. V. 8. P. 285.

46. Planseeber ftir Pulverment. 1971. Bd. 19. S. 218.

47. Самсонов Г.В. Тугоплавкие карбиды. Киев: Наукова думка, 1970.

48. Корсунский М.И., Генкин Я.Е. // ДАН СССР. 1962. Т. 142. С. 1276.

49. Меньшиков А.З., Немнонов С.А. // ФММ. 1965. Т. 19. С. 56.

50. Самсонов Г.В., Падерно Ю.Б., Рудь Б. М. // Изв. вузов. Физика. 1967. № 9. С. 129.

51. Самсонов Г.В., Упадхая И.Ф. // Порошковая металлургия. 1968. № 9. С. 70.

52. Самсонов Г.В., Прядко И.Ф., Прядко Л.Ф. Конфигурационная модель вещества. Киев: Наукова думка, 1971.

53. Самсонов Г.В., Прядко И.Ф., Прядко Л.Ф. // Изв. вузов. Физика. 1969. № 9. С. 60.

54. Чаплыгин Ф. И., Витрянюк В. К.Самсонов Г.В. // Порошковая металлургия. 1973. №8. С. 70.

55. Слэтер Дж. Диэлектрики, полупроводники, металлы / Пер. с англ. Под ред. В.Л. Бонч-Бруевича. М.:Мир, 1969. - 647 с.

56. Шопов Д., Андреев А. Химическая связь при адсорбции и катализе: Металлы. София: Изд. БАН. 1975. Т. 1.

57. Крылов О.В., Киселев В.Ф. Адсорбция и катализ на переходных металлах и их оксидах. М.: Химия, 1981. - 286 с.

58. Ривьера X. Поверхностные свойства твердых тел / Пер. с англ. Под ред. В.Ф. Киселева. М.: Мир, 1972. - 193 с.

59. Somoijai G.A. Principles of surface chemistry. New Jersey: Pretice-Hall, 1972.

60. Браун O.M. //Укр. физ. журн. 1978. Т. 23. № 8. С. 1233 1255.

61. Grimley Т.В., Walker S.M. // Surface Sci. 1969. V. 14. N 2. P. 395 406.

62. Taylor J.B., Langmuir I. // Phys. Rev. 1933. V. 44. N 6. P. 423 458.

63. Добрецов Л.Н., Гомоюнова M. В. Эмиссионная электроника. М.: Наука, 1966.-564 с.

64. Muscat J.P., Newns D.M. // Solid St. Comm. 1972. V. 11. N 5. P. 737 741.

65. Давыдов С.Ю. // ФТТ. 1977. Т. 19. № 11. С. 3376 3381.

66. Lang N.D. // Phys. Rev. 1971. V. 4. N 12. P. 4234 4245.

67. Danforth W.E., Goidwater D.L. //J. Appl. Phys. 1960. V. 31 N 10. P. 1715-1717.

68. Pollard J.H. // Surface Sci. 1970. V. 20. P. 269 284.

69. Anderson J., Danforth W.E., Williams A.J. // J. Appl. Phys. 1963. V. 34. N 8. P.2260 2265.

70. Брусиловский Г.Л. // Электронная техника. Сер. 4. Электровакуумные и газоразрядные приборы. 1984. Вып. 6. С. 62 64.

71. Ishikawa К., Tobuse Н. // Jap. J. Appl. Phys. 1976. V. 15. N 8. P. 1571 1572.

72. Бондаренко Б.Н. // Вопросы радиоэлектроники. Сер. 1. Электроника. 1965.ю. С. 160-181.

73. Черный М.М., Брусиловский Г.Л., Картузова И.А. // Электронная техника. Сер. 4. Электровакуумные и газоразрядные приборы. 1973. Вып. 1.1. С. 116-123.

74. Брусиловский Г.Л., Церпицкий Б.Д. // Матер, семинара «Применение методов электронной и ионной обработки в промышленности». Л.: ЛДНТП. 1985. С. 78-81.

75. Брусиловский Г.Л., Гоголев Г.П., Лесиш Ю.К., Прилуцкий B.C., Радченко Л.А. // Обзоры по электронной технике. Сер.4. Электровакуумные и газоразрядные приборы. 1988. Вып.2(1371).60с.

76. Аристархова А.А., Волков С.С., Толстогузов А.Б. // Тез. докл. IV Всесоюзн. симпозиума по современным проблемам физики вторичной и фотоэлектронной эмиссии. Л.: ЛГУ. 1981. С. 60-61.

77. Jenkins R.O., Trodden W.G. // Brit. Appl. Phys. 1959. V. 10. N 11. P. 10 15.

78. Радченко Л.А. Технология изготовления элементов электронных приборов. -Л.: СЗПИ, 1979. 80 с.

79. Амосов В.М., Карелин Б.А., Кубышкин В.В. Электродные материалы на основе тугоплавких металлов. М.: Металлургия, 1976. - 224 с.

80. Зубенко Ю.В., Сокольская И.Л. // Радиотехника и электроника. 1960. Т. 5. №8. С. 1327- 1337.

81. Бокштейн Б.С. Диффузия в металлах. М.: Металлургия, 1978. - 248 с.

82. Ровинский Р.Е., Самойленко М.В. // Радиотехника и электроника. 1959. Т. 4. №6. С. 1018- 1025.

83. Хауффе К. Реакции в твердых телах и на их поверхности: Ч. 1 / Пер. с нем. Под ред. А.Б. Шехтера. М.: ИЛ, 1962. - 415 с.

84. Смителлс К.Д. Вольфрам / Пер. с англ. Под ред. Р.Б. Котельникова. М.: Металлургиздат, 1958. - 414 с.

85. Schneider Р. // J. Chem. Phys. 1958. V. 28. N 4. P. 675 682.

86. Danforth W.E. // Vacuum. 1961. V. 1. P. 80 86.

87. Smied H., Deak M. // Brit. J. Appl. Phys. 1965. V. 16. N 2. P. 269 270.

88. Jenkins R.O., Trodden W.G. // Brit. J. Appl. Phys. 1959.V. 10. N 10.

89. Эспе В. Технология электровакуумных материалов. М.-Л.: Госэнергоиздат, 1962.-632 с.

90. Мордюк B.C., Потапов Л.П., Иванов Ю.И., Черкашин В.И. // В сб.: Электрические источники света. — Саранск, 1976. Вып. 8. С. 31 36.4

91. Diisterhoft Н., Schneider W., Steinbriik V. // Exper. Techn. Phys. 1984. Bd. 29. N5. S. 477-484.

92. Андриевский P.A., Ромашевский Г.А., Синельникова B.C. // Порошковая металлургия. 1972. № 3. С. 48.

93. Эпик А.П. Поверхностные явления в расплавах и процессах порошковой металлургии. Киев: АН УССР, 1963.

94. Креймер Г.С., Эфрос Л.Д., Воронкова Е.А. // ЖТФ. 1952. Т. 22. С. 844.

95. Самсонов Г.В., Эпик А.П. Покрытие из тугоплавких соединений. М.: Металлургия, 1964.

96. Киффер Р., Бенезовский Ф. Твердые материалы. М.: Металлургия, 1968.

97. Koto H.J., Suzuki К.Х. // Sen. 1948. V. 5. P. 15.

98. Третьяков В.И. Металлокерамические твердые сплавы. М-: Металлургиздат, 1962.

99. Гурин В.Н. //Успехи химии. 1972. Т. 41. Вып. 4. С. 616.

100. Функе В.Ф. и др. // Порошковая металлургия. 1969. № 12. С. 39.

101. Осаждение из газовой фазы / Под ред. К. Пауэлла и др. Киев: Атомиздат, 1970.

102. Takahashi Т., Iton Н. // J. Crystal Groroth. 1972. V. 12. P. 265.

103. Виниченко B.C., Нецик А.Я., Тюпа С.С. и др. // Тез. докл. всесоюзн. конф. «Новые конструкционные стали и сплавы и методы их обработки для повышения надежности и долговечности изделий». — Запорожье, 1980.1. С. 12.

104. Ольшанецкий В.Е., Тюпа С.С., Нецик А.Я. и др. // Тез. докл. всесоюзн. конф. «Новые конструкционные стали и сплавы и методы их обработки для повышения надежности и долговечности изделий». — Запорожье, 1980.1. С. 15.

105. Тявловский М.Д., Кундас С.П., Балуев В.И. Современные способы получения лент из труднообрабатываемых металлов и сплавов. Минск: Бел. НИИНТИ, 1978. - 42 с.

106. Тявловский М.Д., Кундас С.П. // Цветные металлы. 1978. № 7. С. 34 37.

107. Пат. 3853491 (США). Вольфрамовая нить накала/Томас Р. Дамхам. 1973.

108. James J. // Adv. Electron Tube Techn. 1963. N 1. P. 185 191.

109. Лесиш Ю.К., Радченко Л.A. // Электронная техника. Сер. 4. Электровакуумные и газоразрядные приборы. 1985. Вып. 6. С. 39.

110. Прикладная электрохимия / Под ред. А. Л. Ротиняна.- М.: Химия, 1974.

111. Гоголев Г.П., Прилуцкий B.C., Радченко Л.А.//Электронная техника. Сер.4. Электровакуумные и газоразрядные приборы. 1990. Вып.1(128).С.82 85.

112. Бокштейн С.З. Строение и свойства металлических сплавов. М.: Металлургия, 1971. - 260 с.

113. Гоголев Г.П., Климов А.А., Радченко J1.A. // Сварочное производство. 1983. № 11. С. 17.

114. Радченко J1.A., Дворкин И.И. Применение электронно-лучевой технологии в технике соединений в электронном приборостроении. — Л.: ЛДНТП, 1983.

115. Малащенко А.А., Радченко Л.А. Технология очистки и обезгаживания деталей и узлов ЭП. Л: Изд. ЛЭТИ, 1984.

116. Родин Е.В., Черняев Ю.Г. Применение пайки и сварки при монтаже и сборке аппаратуры / Под ред. Л.А. Радченко. Л.: ЛДНТП, 1975. С. 20.

117. Гоголев Г.П., Прилуцкий B.C., Радченко Л.А. // Электронная техника.

118. Сер.4. Электровакуумные и газоразрядные приборы. 1989.

119. Вып.2( 125)юбилейный.С.62-65.

120. Рыкалин Н.Н., Углов А.А., Кокора А.Н. Лазерная обработка материалов. -М.: Машиностроение, 1975.

121. Николаев Г.А., Ольшанский И.А. Специальные методы сварки. М.: Машиностроение, 1975.

122. Царев Б. М. Расчет и конструирование электронных ламп. М. - Л.: Гос-энергоиздат, 1961. - 672 с.

123. Ambrus J., Kerekes I., Waldhauser I. // Tungsrem Techn. Mitt. 1977. N 32. S. 1353 1357.

124. Гоголев Г.П., Лесиш Ю.К., Радченко Л.A. // Обзоры по электронной технике. Сер. 4. Электровакуумные и газоразрядные приборы. М.: ЦНИИ «Электроника», 1987. Вып. 3(1294). - 40 с.

125. Лесиш Ю.К., Радченко Л.А. // Электронное приборостроение. М.; Л.: Энергия, 1966. № 2. С. 39 - 44.

126. Добрецов JI.H. Термоэлектронная и ионная эмиссия. М.: Связьиздат, 1952.

127. Лесиш Ю.К., Радченко Л.А. Изв. Л ЭТИ - Л., 1969. Вып. 77. С. 35.

128. Гоголев Г.П., Радченко Л.А., Соловьев Н.Б. // Электронная техника. Сер. 4. Электровакуумные и газоразрядные приборы. 1986. Вып. 2. С. 44.

129. Брюхе Е., Шерцер О. Геометрическая электронная оптика. М.: Связьиздат, 1943.

130. Кучин А.И., Радченко Л.А., Лесиш Ю.К. Методы автоматизированного управления технологией производства электронных приборов. М.: Радио и связь, 1981.

131. Ziegler I. // Proc. IREE Australia. 1964. N 8. P. 31-34.

132. Махалова M.B., Прилуцкий B.C. // Электронная техника. Сер. 4. Электровакуумные и газоразрядные приборы. 1981. Вып. 1(84). С. 24 29.

133. Налимов В.В., Чернова Н.А. Статистические методы планирования экстремальных экспериментов. М.: Наука, 1964.

134. Голикова Т.И., Панченко Л.А., Фридман М.З. Каталог планов второго порядка. М.: МГУ, 1974. Ч. I. Вып. 47.

135. Плескунин В.И., Воронина Е.Д. Теоретические основы организации и анализа выборочных данных в эксперименте. Л.: ЛГУ, 1979.

136. Исаев Ю.Н., Прилуцкий B.C. // Электронная техника. Сер. 4. Электровакуумные и газоразрядные приборы. 1984. Вып. 2(101). С. 34 37.

137. Термоэлектронные катоды / Кудинцева Г.А., Мельников А.И., Мордов А.В., Никонов Б.Н. М.; Л.: Энергия, 1966. - 368 с.

138. Кацман Ю.А. Электронные лампы: Теория, основы расчета и проектирования. М.: Высшая школа, 1979. - 303 с.

139. Рощин Р.Я. //В сб.: Электронное приборостроение. М.; Л.: Энергия, 1966. №2. С. 151 - 153.

140. Ингберман Н.И., Эпштейн М.С. Оптимальные режимы применения и эксплуатации электровакуумных приборов. М.: Радио и связь, 1985. 136 с.

141. Птицын С.В. Физические явления в оксидном катоде. М.; JL: Гостехтеор-издат, 1949. - 136 с.

142. Пат. 3976909 (США). Проволочный решетчатый катод / Дж. Р. Томкевидж. 1974.

143. Stahl J., Hoene F.L. // Vakuum-Techn. 1987. N 8. S. 247 249.

144. Пошехонов Г.В., Соколовский Э.И. Тепловой расчет электронных приборов. М.: Высшая школа, 1977. - 156 с.

145. Уонг X. Основные формулы и данные по теплообмену для инженеров: Справочник / Пер. с англ. Под ред. В.В. Яковлева. М.: Атомиздат,1979.-212 с.

146. Коган М.И., Эпштейн М.С. // Электронная техника. Сер. 4. Электровакуумные и газоразрядные приборы. 1972. Вып. 12. С. 17.

147. Пустыльник Е.И. Статистические методы анализа и обработки наблюдений. М.: Наука, 1968. 288 с.

148. Гордов А.Н. Основы пирометрии. М.: Металлургия, 1964. - 447 с.

149. Жагулло О.М. // Исследования в области температурных измерений: Тр. технологич. Ин-тов. М.; JL, 1972. Вып. 131. С. 80.

150. Свойства и применение материалов и сплавов для электровакуумных приборов / Под общей ред. Р.А. Нилендера. М.: Энергия, 1979. - 386 с.

151. Смит Г. Прикладной регрессионный анализ / Пер. с англ. Ю.П. Адлера, В.Г. Горского. М.: Статистика, 1973. - 392 с.

152. Лесиш Ю.К., Рощин Р.Я. Анализ количественных данных эксплуатации электровакуумных приборов. Л.: Знание, 1966.

153. Френкель В.Я., Шепсенвол М.А. // ЖТФ. 1958. Т. 28. Вып. 7. С. 1477 -1488.

154. Физическое металловедение / Под ред. Р. Кона; Пер. с англ. Под ред. Н.Т. Чеботарева. М.: Мир, 1968. Т. 3. - 484 с.

155. Seiffart W. // Siemens Zeitschrift. 1961. N 9. S. 670 674.

156. Crank J. The mathematics of diffusion. Oxford: Clarendon Press, 1975.

157. Белоусова Л.Е. // ЖТФ. 1980. Т. 50. № 4. С. 792 795.

158. Эпштейн М.С. // Электронная техника. Сер. 4. Электровакуумные и газоразрядные приборы. 1990. Вып. 2(129). С. 17.

159. Прилуцкий B.C., Эпшнейн М.С. // Электронная техника. Сер. 4. Электровакуумные и газоразрядные приборы. 1989. Вып. 2 (125).1. С. 59 62.

160. Серова Н.Н., Лесиш Ю.К. // Электронное приборостроение. М.; Л.: Энергия. 1966. № 3. С. 124 127.

161. Кузунозе И. Расчеты электронных ламп и проектирование триодов / Пер. с англ. М.: Госэнергоиздат, 1934.

162. Айви Г. // Проблемы современной физики. 1956. № 6. С. 5-103.

163. Прилуцкий B.C. // Электронная техника. Сер.4. Электровакуумные и газоразрядные приборы. 1988. Вып.З(122).С.82-88.

164. Пшеничное Г.И. Теория тонких упругих сетчатых оболочек и пластинок. -М.: Наука, 1982.-352 с.

165. Прилуцкий B.C. Вольфрамовый торированный карбидированный катод. -М.: Руда и металлы, 2001. 150с.

166. Миролюбов И.Н., Енкалычев С.А., Сергеевский Н.Д. Пособие к решению задач по сопротивлению материалов. М.: Высшая школа, 1962.- 450 с.

167. Прилуцкий B.C. // Электронная техника. Сер.4. Электровакуумные и газоразрядные приборы. 1990. Вып.2(129).С.8-15.

168. Беляев Н.Н. Сопротивление материалов. М.: Гостехтеориздат, 1951.

169. А.С. № 611516 (СССР). Способ изготовления прямой акал ьных катодов. /Дворкин И.И., Жиховская Л.А., Климов А.А., Прилуцкий B.C., Серова Н.Н. 1978.

170. А.С. №1079099 (СССР). Электронная лампа. / Андреенко Л.С., Бейлинсон В.И., Либман И.С., Прилуцкий B.C., Прокофьев В.Д. 1983.

171. А.С. №1145831 (СССР). Катодный узел. / Андреенко Л.С., Бейлинсон В.И., Либман И.С., Прилуцкий B.C., Прокофьев В.Д. 1984.

172. А.С. №1426318 (СССР). Электронная лампа. / Андреенко Л.С., Прилуцкий B.C. 1988.

173. А.С. №1653468 (СССР). Катод для электронных ламп. / Бадыров O.K., Прилуцкий B.C. 1991.

174. Перроте А.И., Карташов Г.Д., Цветаев К.Н. Основы ускоренных испытаний радиоэлементов на надежность. М.: Сов. радио, 1968. - 224 с

175. Сотсков Б.С. О проведении ускоренных испытаний на надежность. Технические средства управления и вопросы их надежности. М.,:Наука, 1974. С. 45-51.

176. Кордонский Х.Б. // Стандартизация. 1964. №7.

177. Прилуцкий В.С.Исследование и разработка вольфрамовых торирванных карбидированных катодов решетчатого типа повышенной долговечности: Канд. дис. Л.: ЛЭТИ, 1988. - 182 с.

178. Вентцель Е.С. Теория вероятностей. М.: Физматгиз, 1962.

179. Шор Я.Б., Кузьмин Ф.И. Таблицы для анализа и контроля надежности. -М.: Сов. радио, 1968.

180. РМ бм 104-82. Лампы генераторные с вольфрамовым, торированным, кар-бидированным катодом. Порядок разработки режима ускоренных испытаний на долговечность и ресурс. Стандарт предприятия, 1983.

181. Никонов Б.П. Оксидный катод. -М.: Энергия, 1979.

Похожие работы

Электроника
05.27.00