НПП «Гиком» владеет технологиями изготовления применяемых в гиротронах высокотемпературных и низкотемпературных катодов.
Высокотемпературные катоды производятся на основе гексаборида лантана (LaB6), имеют рабочую температуру порядка 1500ºС и подразделяются на два типа: керамико-металлические (кермет) и синтерированные. Данные катоды обладают высокой устойчивостью к ионной и электронной бомбардировке, устойчивы к отравлению остаточными газами, имеют низкий коэффициент вторичной эмиссии и хорошую восполняемость эмиттирующих свойств при работе в длинноимпульсных режимах и режимах непрерывной генерации с плотностями тока до 3 А/см
2.
Кермет катоды изготавливаются на металлокерамической смеси из 10% гексаборида лантана и 90% рения (рений понижает работу выхода электронов и соответственно снижает рабочую температуру до ~1450ºС). Технологический цикл изготовления эмитирующего покрытия включает следующие операции:
- химическая и термическая подготовка керна,
- приготовление металлокерамической смеси на биндере,
- послойное нанесение и спекание в вакууме эмитирующего состава,
- чистовая обработка керна с эмиттером методом токарной проточки.
Высокотемпературные синтерированные катоды изготовлены из чистого гексаборида лантана. Рабочая данных катодов составляет ~1550ºС при максимальной плотностях тока до 4 А/см2, технологический цикл изготовления включает следующие операции:
- формирование пористой рениевой губки с заданными размерами,
- пропитка губки гексаборидом лантана,
- спекание в вакууме.
Операции формирования и пропитки губки производятся на биндере.
Низкотемпературные импрегнированные катоды обладают высокой долговечностью и могут обеспечивать плотность тока до 10 А/см2, рабочая температура составляет порядка 1000ºС. Указанные катоды хорошо хранятся в условиях атмосферы и могут быть многократно использованы в разных приборах. Процесс изготовления включает следующие операции:
- плазменное напыление вольфрамовой губки,
- пропитка губки алюминатом бария и кальция,
- спекание в среде водорода,
- шлифовка под заданный размер.
При изготовлении катодов перечисленные эмитирующие покрытия формируются на молибденовых кернах. Для работы с гиротронами катоды снабжаются катодно-подогревательными узлами косвенного накала. В качестве нагревательного элемента применяются спирали из вольфрамовой проволоки. При сборке гиротрона катод устанавливается на катодно-подогревательный узел и закрепляется на нем.
