Курсовая работа: Расчет и конструирование катодного узла

.

2.3 Расчет подогревателя катода

Помимо нормального рабочего режима, подогреватель должен выдерживать более высокую температуру, необходимую при обработке катода, поэтому для изготовления подогревателей могут быть применены либо вольфрам, либо его сплавы с молибденом, содержащие 50 или 20% вольфрама. Преимущество оказывается на стороне вольфрама, а добавление молибдена улучшает механические свойства вольфрама, что облегчает изготовление подогревателей и снижает их хрупкость.

К подогревателям предъявляют следующие основные требования: термическая устойчивость, высокая механическая прочность, незначительный разброс по току накала, долговечность, незначительные токи утечки. Перейдем к непосредственному расчету подогревателя для рассматриваемого катода:

Для напряжения накала обычно задаётся одно из его стандартных значений. Пусть напряжение накала катода будет [1].

Зная напряжение накала, находим ток накала:

, [1]

где - мощность накала подогревателя катода,

- напряжение накала,

- ток накала;

Так же можем вычислить сопротивление нагревателя:

. [1]

Учитывая, что при рабочей температуре нагревателя , сделанного из сплава ВМ-50(W-50% и Mo-50%), удельная мощность рассеивания проволкой равна , а удельное сопротивление , рассчитаем диаметр и длину проволоки подогревателя:

, [1] , [1]

где - напряжение накала,

- ток накала,

- удельная мощность рассеивания проволокой;

На рисунке 2.3.1 изображена схема катода – его основные составляющие и их расположение. В катоде керн изготовлен из молибдена (так называемый молибденовый стакан).

1-рабочая поверхность катода (LaB₆ ),

2-молибденовый корпус,

3-подогреватель,

4-держатели.

Рисунок 2.3.1 – Схема рассчитываемого катода

Для рассматриваемого катода выбран подогреватель в виде плоской спирали, т.к. необходимо нагревание таблетки из гексаборида лантана (LaB₆ ), а не всего молибденового стакана.

На рисунке 2.3.2 представлена схема выбранного подогревателя: