Влияние параметров структуры и химического состава на работоспособность поликристаллических катодов LaB₆

Изучено влияние химического состава и структурно-фазового состояния катодного керамического материала на основе гексаборида лантана на работоспособность в условиях электронно-лучевой сварки. Для исследования выбраны поликристаллические катоды трех разных производителей (партий) в исходном состоянии и после горячих испытаний в установке электронно-лучевой сварки. По результатам испытаний проведена качественная оценка работоспособности катодов. На основе анализа химического состава материала катодов выявлено, что для образцов всех партий характерно изменение общего содержания примесей после горячих испытаний. Качественный фазовый анализ показал, что полуширина рентгеновской линии в образцах катодов всех партий в исходном состоянии и после горячих испытаний имеет разные значения. Таким образом, обнаружено изменение размера кристаллитов на эмитирующей поверхности катодов. Методами растровой электронной микроскопии и рентгеноспектрального микроанализа исследованы размер и морфология зерен, пористость, элементный состав примесных фаз в структуре катодов. На основании результатов исследования сделаны выводы о влиянии содержания примесных элементов, размера и морфологии зерен, объемной доли пор в структуре материала катодов LaB₆ на их работоспособность в условиях электронно-лучевой сварки

Литература

[1] Паршуков Л.И., Гильмутдинов Ф.З. Электронно-лучевая сварка и локальная термообработка сварных швов из жаропрочных сплавов // Труды ВИАМ. 2017. № 5. DOI: 10.18577/2307-6046-2017-0-5-3-3 URL: http://www.viam-works.ru/ru/articles?art_id=1101

[2] Каблов Е.Н., Лукин В.И., Оспенникова О.Г. Сварка и пайка в авиакосмической промышленности // Всеросс. науч.-практ. конф. "Сварка и безопасность". Якутск: ИФТПС СО РАН, 2012. С. 21–30.

[3] Истомин С.Я., Антипов Е.В. Катодные материалы на основе перовскитоподобных оксидов переходных металлов для среднетемпературных твердооксидных топливных элементов // Успехи химии. 2013. Т. 82. № 7. С. 686–700.

[4] Фоменко В.С. Эмиссионные свойства материалов. Киев: Наукова думка, 1981. 339 с.

[5] Field emission characteristics of single crystal LaB6 field emitters fabricated by electrochemical etching method / X. Wang, Y. Jiang, Z. Lin, K. Qi, B. Wang // Journal of Physics D: Applied Physics. 2009. Vol. 42. No. 5. P. 1–4. DOI: 10.1088/0022-3727/42/5/055409

[6] Самсонов Г.В., Кондрашов А.И., Охремчук Л.Н., Подчерняева И.А. Термоэмиссия сложных сплавов с участием гексаборида лантана // Порошковая металлургия. 1977. № 1. С. 21–28.

[7] Бустани И., Бюнкер Р., Хирш Г., Гурин В.Н. и др. Полевое испарение гексаборида лантана и оценка стабильности образующихся кластеров // Письма в ЖТФ. 1999. Т. 25. № 23. С. 43–49.

[8] Гращенков Д.В. Стратегия развития неметаллических материалов, металлических композиционных материалов и теплозащиты // Авиационные материалы и технологии. 2017. № S. С. 264–271.

[9] Ваганова М.Л., Сорокин О.Ю., Осин И.В. Соединение керамических материалов методом искрового плазменного спекания // Авиационные материалы и технологии. 2017. № S. С. 306–317.

[10] Volkogon V.M., Paderno V.N., Martynenko A.N. Formation of lanthanum hexaboride structure during electric-pulse sintering under conditions of high pressure // Poroshkovaya metallurgiya. 1984. No. 2 (254). P. 36–41.

[11] Хасанов О.Л., Двилис Э.С., Хасанов А.О. и др. Определение оптимальных режимов изготовления высокоплотной керамики из порошка карбида бора методом спекания в плазме искрового разряда // Известия Томского политехнического университета. 2012. Т. 320. № 2. С. 58–62.

[12] Каблов Е.Н. Стратегические направления развития материалов и технологий их переработки на период до 2030 года // Авиационные материалы и технологии. 2012. № S. С. 7–17.

[13] Каблов Е.Н. Материалы нового поколения // Защита и безопасность. 2014. № 4. С. 28–29.

[14] Чабина Е.Б., Алексеев А.А., Филонова Е.В., Лукина Е.А. Применение методов аналитической микроскопии и рентгеноструктурного анализа для исследования структурно-фазового состояния материалов // Труды ВИАМ. 2013. № 5. URL: http://viam-works.ru/ru/articles?art_id=37