В мощных лампах бегущей волны, которые используют, например, для космической связи и радиолокации, в качестве источников электронов применяют вольфрам-бариевые катоды с рабочей температурой 1080—1150°С.

Общий вид катодно-сеточного узла с сетками ажурной конструкции из анизотропного пиролитического графита. Фото из реферируемой статьи.

Пирографит для космической связи

В мощных лампах бегущей волны, которые используют, например, для космической связи и радиолокации, в качестве источников электронов применяют вольфрам-бариевые катоды с рабочей температурой 1080—1150°С. Вблизи катода расположены сетки, управляющие электронным пучком. При работе такого катода из него испаряются Ba и BaO, они оседают на сетки, нагретые излучением катода до 800—950°С. Сетка начинает эмитировать электроны, то есть вести себя как дополнительный катод, и лампа перестаёт работать. Для предотвращения эмиссии с сеток их надо изготавливать из материала, который сам по себе не влияет плохо на катод и на котором продукты испарения либо не сорбируются, либо при сорбции не уменьшают работу выхода. Распространённое решение — гафний (Hf), но при 850—1100°С он рекристаллизуется, детали изменяют форму, изменяются параметры электронного пучка, и лампа перестаёт работать.

Исследователи из НПО «Алмаз» (г. Саратов), Саратовского государственного технического университета им. Ю. А. Гагарина, Саратовского национального исследовательского государственного университета им. Н. Г. Чернышевского и Первого Московского государственного медицинского университета им. И. М. Сеченова изготовили и изучили катодные узлы с сетками из анизотропного пиролитического графита. Сетки были сделаны методом лазерной абляции из заготовок толщиной 0,1 и 0,3 мм, а сами заготовки — пиролизом углеродсодержащих газов (метан, гептан) при 2000—2500°С. Катодно-сеточные узлы с такими сетками выдержали все необходимые испытания, при этом ток в цепи между катодом и управляющей сеткой не превышал 0,05 мА при допустимом значении 0,75 мА, а ток паразитной эмиссии отсутствовал, поскольку работа выхода сеток с продуктами испарения оставляла 5,14 эВ.

Богачёв Р. Ю. и др. Факторы, определяющие паразитный термоэмиссионный ток в катодно-сеточных узлах с пирографитовыми сетками. ЖТФ, 2025, вып. 6, с. 1201.

№10, 2025