Контактный эмиттер

 

КОНТАКТНЫЙ ЭМИТТЕР, содержащий перфорированные сетки, выполненные из материала, у которого работа выхода электронов превышает энергию ионизации атомов рабочего вещества, отличающийся тем, что, с целью расширения области эффектив-г ного использования контактного эмиттера , сетки имеют различную прозрачность и расположены в порядке ее возрастания так, что наружная сетка, образующая рабочую поверхность эмиттера, имеет максимальную прозрачность../.^,

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

09) (И) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

llO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 2489254/18-25 (22) 24.05. 77 (46) 15.04.87. Бюл. № 14 (72) С.П.Максимов, В.П. Кравцова, Н.К.Кандалов и Ю.В.Карелин (53) 621.385.732(088.8) (56) Зандберг Э.Я., Ионов Н.И. Поверхностная ионизация, M., "Наука", 1969, с.327-339.

Рассе Б., Реми М.. Эксперименты с новым литиевым источником с поверхностной ионизацией. "Приборы для научных исследований", 46, ¹ 33, март f975. с.325-326. (51)4 Н 01 J 3 04 Н 01 J 37 08 (54) (57) КОНТАКТНЫЙ ЭМИТТЕР, содержа-.. щий перфорированные сетки, выполненные из материала, у которого работа выхода электронов превышает энергию ионизации атомов рабочего вещества, отличающийся тем, что, с целью расширения области эффектив-. ного использования контактного эмиттера, сетки имеют различную прозрачность и расположены в порядке ее возрастания так, что наружная сетка, образующая рабочую поверхность эмиттера,имеет максимальную прозрачность.

Изобретение относится к области электрических вакуумных приборов, а бочего вещества-сквозь проницаемый

"чо. кйх""двигателях; термоионных преобрах холодной термической плазмы. ванного" порошка металла, у которого работа выхода электронов больше, чем - "зоМателях энергии с прокачкой цезиевого пара сквозь горячий электрод" "они йсйолтьзук тся как ионно-электронные не дбстаточно эффективно. Так, например, ионные источники с подобным це668489, 2

Известен контактный эмиттер, со- . держащий перфорированные сетки,,выболее конкретно, - к областй иссточнй- полйенные из материала, у которого =.ков заряженных частиц с прокаЧкой ра- работа выхода электронов превышает энергию ионизации атомов рабочего веконтактный эмиттер, и может быть ис- щества.

" "йользовано в электроракетных косми- Подобные контактные эмиттеры имеют обычно регулярную структуру и высокую раэователях энергии,".ионных и элект- пористость, что определяет относитель" фбйных - прожекторах, а также генерато- 10 но большие размеры эмиссионной области и высокую однородность свойств Известйы айалогйчйые контактные ее различных участков, Испытания поэмИттеры, выполненные в виде проница- добных эмиттеров, содержащих провоемой стеики, спеченной из гфандййро- лочтныет ьСнетктин из вольфрама, подтверж15 дают возможность их использования в качестве цезиевых ионизаторов.

= "энергйя ионизации атомов рабочего ве- Однако даже в этом случае испольщества. Подобные эмиттеры применяются зование их недостаточно эффективно. в цоезкйевйх ионных ьдвигателях с повер- Известные контактные эмиттеры требуют хНосТНоА иониэацией, как ионизаторы 20 повышенных рабочих температур и имеют атомов цезия. В термоионных преобра-, пониженную эффективность ионизации по сравнению с лучшими образцами пористых цезиевых ионизаторов из гранулированного сферического вольфрамовоэмиттеры.

25 го "пороmza. Это определяет обычно

Однако использование известного низкий энергетический КПД и коэффици "контактного эмиттера в обеих областях ент использования рабочего вещества в ионных источниках, содержащих известный контактный эмиттер. зиевым ионизатором имеют сравнительно невйсокий энергетический КПД. Низкий

КПД и невысокую электрическую мощ ность; приведенную к единице поверх= йостИ известного эмиттера, имеют указанные термоионные преобразователи, Эти обстоятельства могут быть объ " " "яснены малыми размерами эмиссионной области на наружной, рабочей поверхНосТН известного эмиттера, а также значительной иеран,нозначностью эмиссионной способности различных участкое атон области. Полезная зниссион0. яяй мбиность снимается линь с ллоиади, определяемой размерами эмиссонной области, в то время как бесполезное рассеяние большей части тепла, подведеййого к эмиттеру, происходит со всей его рабочей поверхности. Нерав-; нозначность свойств различных участков эмиссионной области эмиттера on-: —:..=,-редЖяетта стредйоюЮо ЙОнйженйую"эмиссионную способность ее ввиду - того,""что тоько часть этих участков обладает максимальной эмиссионной способностью

Причиной указанных недостатков являетЖ"щ ьтоуиярная"" Структура" и -низкая ПбОриИКСтОСтъ ИЗВЕСТНОГО КОНтаКтНОГО эмуиттелра.

40

Данное обстоятельство может быть объяснено тем, что в подобных контактных эмиттерах сетки имеют обычно большую прозрачность и эмиттер обладает высокой проницаемостью. Следствием этого является малый перепад давления рабочего вещества на эмиттере, что обуславливает сильную завйсимость эмиссионных свойств от величины потока цезия сквозь эмиттер..Кроме того, вольфрам, часто используемый для изготовления контактных эмитте-. ров, имеет большую теплоту десорбции йонов цезия, что определяет сравни- . тельно высокий уровень требуемых ра45 бочих температур эмиттера, Целью изобретения является расширение области эффективного использования контактного эмиттера.

Поставленная цель достигается тем, что сеткй"имеют различную прозрачность и- расположены в порядке ее возрастания так, что наружная сетка, образующая рабочую поверхность эмиттера, имеет максимальную прозрачность.

Конструкция эмиттера позволяет, таким образом, устанавливать в широких пределах основные параметры струк- туры, в даннотм случае мало зависящие

3 668489 4 друг от друга: проницаемость эмиттера тактного эмиттера 3, собранного из и закон ее изменения по толщине, пло- сеток. Для нагрева эмиттера до рабощадь контакта с рабочим веществом и чей температуры служит нагреватель 4. прозрачность наружной рабочей сетки - Для снижения потерь тепла, подводимоэмиттера. В этом случае максимальная " ro к эмйттеру, служат экраны 5. Для прозрачность рабочей сетки эмиттера вытягивания заряженных частиц из определяет максимальные"размеры эмис -", эмйттера предусмотрена сйстема вытясионной области на рабочей поверхнос-. гивания 6. Эмиттерный узел выполнен ти, Изменение проницаемости по толщи- из тугоплавкого металла. Сетки эмитне эмиттера снижает зависимость эмис-10 тера могут быть выполнены иэ рения, сионных свойств материала вблизи имеющего низкую теплоту десорбции иорабочей поверхности от расхода рабоче- йонов рабочего вещества,- в частности

ro вещества через эмиттер, так как" в цезия. этом случае расход определяется, в При работе источника заряженных большей степени, проницаемостью сетки 15 частиц рабочее вещество в парсобразо имеющей минимальную прозрачность. Это ном состоянии поступает из системы позволяет иметь высокую эмиссионную подачи 1 в патрубок корпуса 2 и проспособность эмиттирующей области на ходит сквозь отверстия в сетках кон= рабочей поверхности эмиттера, практи- тактного эмиттера 3, нагретого с чески независимо от величины потока 20 домощью нагревателя 4 до рабочей темперабочего вещества. Применение для се- ратуры. При этом эмиссионная способток материалов с низкой теплотой де- ность рабочей поверхности эмиттера сорбции ионов рабочего вещества поз- определяется степенью покрытия матеволит снизить затраты тепловой энер- риала сеток нейтральными атомами рагин на ионизацию, а также уменьшйть 25 бочего вещества. Заряженные частицй бесполезное рассеяние тепла с рабочей вытягиваются из эмиттера 3 системой поверхности эмиттера. вытягивания заряжейных частиц 6.

Испытания контактного эмиттера, Указанные качества предлагаемого проведенные авторами, подтверждают

/ контактного эмиттера заряженных час- 30 возможность его эффективного испольтиц позволяют, таким образом, суще- зования в источниках зар3тжеййых часственно расширить область его эффек- тиц. тивного использования. Так, например, при работе его в

На фиг. 1 представлена схема исполь- качестве цезиевого контактногб иони- зования предлагаемого контактного 35 затора, плотность ионного тока с раэмиттера в источнике заряженных час- бочей поверхности эмиттера может сотиц; на фиг.2 — контактный эмиттер ставлять 30-50 мА/см при эффективносзаряженных частиц, поперечный разрез; ти ионизаций в 99,5-99,37.. При этом на фиг.3 — сетки, содержащиеся в эмит- энергетическая цена иона (оцененная . 40 отношением тепловой мощности, излуИсточник содержит систему 1 подачи ченной с,рабочей поверхности эмиттепара рабочего вещества, эмиттерный ра, к ионному току с той же поверхузел, состоящий из корпуса 2 и кон- ности) составляет 70-50 эВ/ион.

668489

Техред М.Ходанич Корректор М.Демчик

Редактор П.Горькова

Заказ 1328/2 Тираж 699 Подписное ВНИИПИ Государственйого комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

М Бай и

Производственно-полиграфическое. предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4