К.т.н. Перевозникова
Я.В., к.т.н. Перекрестов А. П., асс. Вавилина
Н.А., асс. Семенов С.В., магистрант Перевозников А.В.,
магистрант Гавриков
Д.А.
Практически все свойства всех элементов ЭВП в нанообласти в той или иной степени влияют на ряд тонких параметров ЭВП, а большинство физических процессов, непосредственно связанных с работой ЭВП и его элементов, напрямую зависит от свойств в нанообласти. Перечислим два наиболее характерных примера этой зависимости:
1) Влияние свойств катодных узлов в нанообласти на их эмиссионные параметры и долговечность [3-6].
2) Влияние свойств большинства элементов ЭВП в нанообласти на шумовые параметры ЭВП [7, 8].
При работе ЭВП возникает взаимное влияние его частей с различными свойствами и функциями вследствие объединения частей в единую электродинамическую, геометрическую и физико-химическую системы. Это приводит к изменению свойств частей ЭВП (в том числе вследствие интенсивного переноса веществ) и как следствие к изменению его работы. Все элементы ЭВП в той или иной степени требуют доформирования их свойств при откачке и тренировке ЭВП. Взаимное влияние элементов внутри ЭВП при его работе приводит к бесполезности полного формирования свойств элементов до откачки и тренировки. Формирование физико-химической системы ЭВП происходит в течение всего технологического цикла их изготовления со свойствами вплоть до нанообласти, что является важной особенностью ЭВП, отличающей их от других изделий. Эта особенность приводит к невозможности формирования свойств ЭВП и его элементов (в том числе в нанообласти) только из свойств исходных конструкционных материалов путем суммирования и объединения этих свойств.
Способом, формирующим свойства
физико-химической системы ЭВП вплоть до наноообласти, является его откачка. Под
откачкой ЭВП понимается не только создание в полом объеме ЭВП газовой среды с
общим давлением всех газов ниже атмосферного, но и формирование при этом
физико-химической системы ЭВП и как следствие доформирование
электродинамической системы, обеспечивающих характеристики ЭВП, предусмотренные
техническими условиями на ЭВП в течение срока его службы и хранения.
Построение технологии ЭВП и их элементов
без операций откачки и тренировки невозможно даже с применением современных
НМС. Необходимость формирования физико-химической системы ЭВП в нанообласти
привела к построению в той или иной степени на нанотехнологических основах всей
технологии ЭВП, начиная с первых ЭВП. В начале своего развития ЭВП при
несовершенстве технологических процессов, вакуумной техники, средств контроля и
исследований материалов и физических процессов такое построение было чисто
экспериментальным и в большей мере интуитивным [9, 10]. В это время было
сформировано понятие о ЭВП, как о «черном ящике», являющимся сложной
физико-химической системой, не поддающейся не только теоретическому, но даже и экспериментальному
анализу [9]. Это связано с отсутствием методов исследования в нанообласти и
мощных вычислительных средств, необходимых для численного моделирования
процессов. При наличии современных НМС и вычислительных средств возможно
осуществление реконструкция базовых технологий ЭВП на нанотехнологических
основах. При этом ключевым процессом в реконструкции, по нашему мнению, должны
стать операции откачки и тренировки, на базе которых должна быть построена вся
реконструкция технологии ЭВП при широком внедрении средств контроля физических
свойств материалов и технологических процессов изготовления ЭВП в нанообласти.
Для дальнейшего развития ЭВП и их технологий необходимо проведение следующих
мероприятий:
1)
Разработка систем
автоматизированного проектирования физико-химической системы ЭВП, откачки и
тренировки ЭВП.
2)
Внедрение методов
исследований свойств материалов и контроля физических процессов в нанообласти.
3)
На основе НМС локального
воздействия локальное модифицирование свойств материалов ЭВП и их элементов;
повышение точности и создание и внедрение новых процессов формообразования ЭВП
и их элементов для повышения точности позиционирования элементов в ЭВП.
4)
Создание и применение в
ЭВП наноматериалов с гарантированными свойствами в нанообласти, а также защитных
нанопокрытий деталей и узлов ЭВП.
5)
Создание и применение
кластеров специального технологического оборудования, вплоть до мини-фабрик
[11].
Литература:
1.
Особенности
нанотехнологии электровакуумных приборов / С. В. Семенов // Вакуумная техника и
технология, № 2, т. 21, 2011. – С.79-80.
2.
Гордиенко Л. В.
Субструктурное упрочнение металлов и сплавов. – М.: Наука, 1973. – 224 с.
3.
Откачка электронных
приборов / А. Я. Зоркин, Г. В. Конюшков. – Саратов: СГТУ, 2006. – 284 с.
4.
Термоэлектронные катоды
/ Г. А. Кудинцева, А. И. Мельников, А. В. Морозов, Б. П. Никонов. – М-Л.:
Энергия, 1966. – 368 с.
5.
Электрические и
эмиссионные свойства сплавов / Е. М. Савицкий, И. В. Буров, С. В. Пирогова, Л.
Н. Литвак. – М.: Наука, 1978. – 295 с.
6.
Прилуцкий
В. С. Вольфрамовый торированный карбидированный катод. – М.: Руда и металлы,
2001. – 152 с.
7.
Шумы в электронных
приборах / Под ред. Л. Д. Смуллина и Г. А. Хауса. – М-Л.: Энергия, 1964. – 484
с.
8.
Царев
Б. М. Контактная разность потенциалов и ее влияние на работу электровакуумных
приборов. - М.: ГИТТЛ, 1955. – 280 с.
9.
Черепнин И. В. Основы
очистки, обезгаживания и откачки в вакуумной технике. - М.: Советское радио,
1967. – 408 с.
10. Черепнин И. В. Сорбционные явления в вакуумной
технике. - М.: Советское радио, 1973. – 384 с.
11.
Машиностроение.
Энциклопедия / Ред. совет: К. В. Фролов и др. Технологии, оборудование и
системы управления в электронном машиностроении. Т. III-8 / Ю. В. Панфилов, Л. К.
Ковалев, В. А. Блохин и др.: Под общ. Ред. Ю. В. Панфилова. – М.:
Машиностроение, 2000. – 744 с.