31 июля 2016г.
Газовая фаза вакуумных электронных приборов (ВЭП) играет важнейшую роль в их работе, формируя их окончательные характеристики [2]. Наибольшее распространение получили ВЭП с оксидосодержащими катодами и с титановыми геттерами при наличии разнообразных карбидов металлов, которые оказывают значительное влияние на состав газовой фазы [1]. В газовой фазе таких ВЭП присутствуют водородо- и углеродосодержащие газообразные молекулы СО2, СО, Н2О, СН4 и др. [1]. Парциальные давления этих газов согласно химическим реакциям образования определяются по формулам [1]:
Активность углерода возможно определить
по методике в [1], рассматривая трехфазную систему (раствор углерода в металле)-(карбид)- (газ). Карбиды металлов имеют несколько модификаций, а в соответствии с реакцией равновесия двух ближайших модификаций карбидов активности
углерода и металла равны [1]:
где aC, aM - активности углерода и металла в системе;
xC1, yC1 - стехиометрические коэффициенты в химической формуле низшего карбида;
xC2, yC2 - стехиометрические коэффициенты в химической формуле высшего
карбида; KC1, KC2 - константа равновесия образования низшего и высшего карбидов соответственно.
При значительной активности углерода и малой активности кислорода происходит образование карбида при разложении оксида. Равновесие имеет место
при активности кислорода равной:
где aO - активность кислорода, ниже которой оксид разлагается с образованием карбида.
Для газовой фазы ВЭП с оксидноториевым катодом при наличии карбидов вольфрама результаты расчетов парциальных давлений газов
показаны на рис. 1-2, а на рис. 3 – при наличии оксидов и карбидов титана.
1 – Н2О при давлении
водорода 10 -2 атм; 2 – СО; 3 – СО2 ; 4 – СН4 при давлении
водорода 10 -2 атм. 2, 3, 4 – активность углерода
задана
системой (раствор углерода
в вольфраме)-(карбид вольфрама)-(газ) при температуре 1100 К. 1,
2, 3 – активность кислорода на
линии
минимума общего давления паров оксида
[1]
Рис. 2. Зависимость парциальных давлений газов (атм) над оксидом
тория от температуры (К) при активности углерода, заданной
системой (раствор
углерода в вольфраме)-(карбид вольфрама)-(газ).
1, 3 – СО; 2, 4 – СО2 ; 1,
2 - активность кислорода
на линии разложения
оксида; 3, 4 – активность
кислорода на линии
минимума общего давления паров оксида
[1]
Рис. 3. Зависимость парциальных давлений газов (атм)
над оксидом титана от температуры
(К).
1 – Н2О при давлении
водорода 10 -2 атм; 2 – СО; 3 – СО2 ; 4 – СН4 при давлении водорода 10 -2 атм. 2, 3, 4 – активность углерода
задана
системой (раствор углерода в титане)-(карбид титана)-(газ); 1, 2, 3 – активность кислорода на линии разложения оксида [1]
Список литературы
1.
Зоркин,
А.
Я. Откачка электронных приборов / А. Я. Зоркин, Г. В. Конюшков. –
Саратов: СГТУ, 2006. 284 с.
2.
Семенов, С. В. Особенности нанотехнологии электровакуумных приборов / С. В. Семенов // Вакуумная техника и технология, № 2, т. 21,
2011. С.79-80.
