Технология изготовления и эмиссионные свойства модифицированных металлопористых катодов М-типа

Представлены усовершенствованная технология изготовления и результаты исследования эмиссионных свойств металлопористых катодов М-типа, модифицированных полиэдральными наночастицами фуллероидного типа тороидальной формы – астраленами, в составе тугоплавкой матрицы и сульфоаддуктом нанокластеров углерода – углероном, в составе активного вещества. Установлено, что катодно-сеточные узлы и приборы с катодами, модифицированными углероном, характеризуются повышенной долговечностью за счет снижения скорости испарения активного вещества при рабочей температуре катода 1050$^\circ$С. Механизм повышения долговечности работы катода раскрыт с помощью молекулярно-динамического моделирования с применением метода функционала плотности. Обнаружено, что слоистыми углеродными наноструктурами эффективно удерживаются компоненты активного вещества катода – Ва и ВаО, с энергией адсорбции $\sim$ 2–3 eV. Экспериментальные исследования показали, что материал катодов, в составе которых присутствуют астралены, обладает более высокой термоэмиссионной способностью в режиме ограничения пространственным зарядом по сравнению с аналогичными катодами, в составе эмитирующего материала которых отсутствуют астралены. Экспериментальные исследования работы катодов, эмитирующие материалы которых модифицированы углероном и астраленами в различных комбинациях, показали, что долговечность их работы в 2–6 раз превосходит долговечность серийно применяемых катодов М-типа.