ساخت کاتدهای حرارتی با بهره گیری از فناوری نانو و رفع عیب از کاتدهای تقویت شده نوع m

امروزه تفنگ های الکترونی به دلیل گسترش زمینه های کاربردی آنها، از اهمیت خاصی برخورداراند. پرتو الکترونی در تفنگ های الکترونی تنها به واسطه وجود کاتد تولید کننده الکترون ایجاد می شود. در این پژوهش به منظور تولید کاتد حرارتی با بهره گیری از فناوری نانو از نانوذرات پودر تنگستن دوپ شده توسط اکسیدهای اسکاندیم، باریم، کلسیم، و آلومینیم تولید شده به روش سل-ژل احتراقی استفاده شد. بررسی های ریزساختاری حاکی از تولید کاتد اسکاندیت دارای ریزساختار با اندازه دانه های زیر nm700 و ترکیب یکنواخت در مقیاس نانو است. همچنین مخلوط استوکیومتری نانوذرات کربنات باریم، کلسیم و اکسید آلومینیوم با اندازه ذره زیر nm80 و ترکیب یکنواخت در مقیاس نانو، جهت تولید کاتدهای نوع m توسط روش سل-ژل احتراقی تولید شد. بررسی چگالی جریان گسیل الکترون از سطح کاتد m تولید شده با استفاده از تفنگ الکترونی نشان داد که این کاتد چگالی جریان ma/cm 273/2 را در ولتاژ شتاب kv5/10 در فاصله آند-کاتد mm7/5 و در دمای ?1050 ایجاد می کند. پایین تر بودن دمای ذوب به میزان ?100 و سهولت نفوذ در حین عملیات نفوذ مواد گسیل دهنده به تخلخل های پایه تنگستنی، از جمله مزیت های استفاده از نانوذرات مواد گسیل دهنده به جای مواد گسیل دهنده معمول است. همچنین در این پژوهش به منظور ارزیابی کاتدهای نوع m تولید شده در ایران و آنالیز تخریب آنها آزمایش هایی بر روی قسمت های مختلف کاتد انجام گرفت و فرایند تولید مورد بررسی قرار داده شد. نتایج نشان داد که، پایه تنگستنی مورد استفاده از لحاظ درصد تخلخل با یکدیگر متفاوت اند. از طرفی ضخامت لایه ایریدیم اعمال شده بر روی سطح کاتد یکنواخت نیست و 5/6 برابر ضخامت مجاز می باشد. این عوامل از جمله عوامل اصلی در عدم یکنواختی جریان گسیل الکترون از سطح کاتدهای نوع m تولید شده در ایران است.