Известия Саратовского университета.

Новая серия. Серия Физика

ISSN 1817-3020 (Print)
ISSN 2542-193X (Online)

Для цитирования:

Глухова О. Е., Крачковская Т. М., Петрунин А. А. Прогностическая оценка скорости испарения бария с поверхности металлопористого термокатода: математическая модель на основе экспериментальных данных для катодов B- и M-типов // Известия Саратовского университета. Новая серия. Серия: Физика. 2026. Т. 26, вып. 2. С. 175-184. DOI: 10.18500/1817-3020-2026-26-2-175-184, EDN: QYOLXM

Статья опубликована на условиях лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International (CC-BY 4.0).
Опубликована онлайн: 
30.06.2026
Полный текст в формате PDF(Ru):
скачать
(загрузок: 4)
Язык публикации: 
русский
Рубрика: 
Твердотельная электроника, микро- и наноэлектроника
Тип статьи: 
Научная статья
УДК: 
621.3.032.213
DOI: 
10.18500/1817-3020-2026-26-2-175-184
EDN: 
QYOLXM

Прогностическая оценка скорости испарения бария с поверхности металлопористого термокатода: математическая модель на основе экспериментальных данных для катодов B- и M-типов

Авторы: 
Глухова Ольга Евгеньевна, Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н. Г. Чернышевского
Крачковская Татьяна Михайловна, АО «Научно-производственное предприятие “Алмаз”»
Петрунин Александр Алексеевич, Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н. Г. Чернышевского
Аннотация: 

Проведен анализ экспериментально установленных закономерностей скорости испарения бария как основного компонента активного вещества с поверхности катодов В- и М-типа. На этой основе разработана прогностическая методика оценки скорости испарения. Её теоретическую основу составляют формула Ленгмюра для скорости потери массы вещества и уравнение Клайперона–Клаузиуса. Методика позволяет найти характеристический набор параметров для рассматриваемого типа катода: p’0 – давление, T0 – температуру, q – энергию активации. Эффективность методики доказана предсказанием зависимости скорости испарения бария от температуры для ряда катодов В- и М-типа, при этом погрешность воспроизведения экспериментальных данных составила не более 15%. Впервые проведено моделирование зависимости скорости испарения бария от температуры G(T) для катода М-типа с углероном (сульфоаддуктом нанокластеров углерода) в составе активного вещества в диапазоне концентраций 0–0.4 мас.% Установлено, что с увеличением концентрации углерона скорость испарения активного вещества снижается.

Ключевые слова: 
металлопористый катод
скорость испарения
активное вещество
барий
углерон
метод дифференциальной эволюции
Благодарности: 
Работа выполнена при поддержке Министерства науки и высшего образования Российской Федерации в рамках Государственного задания (проект № FSRR-2026-0006).
Список источников: 
  1. Roy A. From radar to high-power weapons: Microwave tubes power modern warfare // Microwave Journal. 2024. Vol. 67, № 9. P. 124–128.
  2. Litvak A. G., Denisov G. G., Glyavin M. Y. Russian Gyrotrons: Achievements and Trends // IEEE Journal of Microwaves. 2021. Vol. 1, iss. 1. P. 260–268. https://doi.org/10.1109/JMW.2020.3030917
  3. Gärtner G., Knapp W., Forbes R. G., eds. Modern Developments in Vacuum Electron Sources. Topics in Applied Physics. Cham : Springer, 2020. Vol. 135. XVIII+597 p. https://doi.org/10.1007/978-3-030-47291-7  
  4. Дюбуа Б. Ч., Королев А. Н. Современные эффективные катоды // Электронная техника. Сер. 1. СВЧ-техника. 2011. Вып. 1 (508). С. 5–24.
  5. Крачковская Т. М., Сахаджи Г. В., Журавлев С. Д. Современные источники электронов для ЛБВ миллиметрового и субмиллиметрового диапазонов // Журнал радиоэлектроники. 2017. № 12 [Электронный журнал].
  6. Козлов В. И. Эмиссионные свойства и долговечность металлопористых катодов для СВЧ приборов // Обзоры по электронной технике. Сер. 1. Электроника СВЧ. М. : ЦНИИ «Электроника», 1983. Вып. 8 (541). 54 с.
  7. Shroff A. M. Review of dispenser cathodes // Revue Technique Thomson-CSF. 1991. Vol. 23. P. 948–1026. https://doi.org/10.5555/151680.151696
  8. Кудинцева Г. А., Мельников А. И., Морозов А. В., Никонов Б. П. Термоэлектронные катоды. М. ; Л. : Энергия, 1966. 366 с.
  9. Зябликова А. Н., Некрасов В. И. Некоторые параметры пропитанных катодов, покрытых осмием // Электронная техника. Сер. 1. Электроника СВЧ. 1970. № 7. С. 157.
  10. Емельянов А. С., Богачев Р. Ю., Журавлев С. Д., Крачковская Т. М., Шестеркин В. И., Шумихин К. В. Исследование скорости испарения активного вещества металлопористого катода методом пьезоэлектрического резонанса // Вакуумная техника и технологии – 2022 : труды 29-й Всероссийской научно-технической конференции с международным участием (Санкт-Петербург, 21–23 июня 2022 г.) / под ред. Д. К. Кострина, С. А. Марцынюкова. СПб. : Издательство СПбГЭТУ «ЛЭТИ», 2022. С. 24–26.
  11. Емельянов А. С., Крачковская Т. М., Шестеркин В. И., Журавлев С. Д., Биктимирова Г. Р., Шумихин К. В. Влияние технологических параметров и составов пропитки на скорость испарения активного вещества с поверхности металлопористых катодов // 65 лет деятельности на рынке СВЧ-электроники: итоги и современные тенденции : материалы юбилейной научно-технической конференции АО «НПП “Алмаз”». Саратов : Саратовский государственный технический университет, 2022. С. 33–37.
  12. Крачковская Т. М., Мельников Л. А., Глухова О. Е., Шунаев В. В., Шалаев П. Д. Металлопористые катоды, модифицированные наноуглеродом, с высокой долговечностью для применения в приборах СВЧ // Письма в ЖТФ. 2020. Т. 46, вып. 13. С. 36–39. https://doi.org/10.21883/PJTF.2020.13.49593.18315
  13. Heaney D. F. Vacuum sintering // Sintering of Advanced Materials / ed. Z. Z. Fang. [Amsterdam] : Woodhead Publ., 2010. P. 189–221. https://doi.org/10.1533/9781845699949.2.189
  14. Storn R., Price K. Differential evolution – A simple and efficient heuristic for global optimization over continuous spaces // Journal of Global Optimization. 1997. Vol. 11, no. 4. P. 341–359. https://doi.org/10.1023/A:1008202821328
  15. Roquais J. M., Poret F., le Doze R., Ricaud J. L., Monterrin A., Steinbrunn A. Barium depletion study on impregnated cathodes and lifetime prediction // Applied Surface Science. 2003. Vol. 215, iss. 1–4. P. 5–17. https://doi.org/10.1016/S0169-4332(03)00318-0
  16. Lai C., Wang J., Zhou F., Liu W., Engelsen D., Miao N. Emission and Evaporation Properties of 75 at% Re-25 at% W Mixed Matrix Impregnated Cathode // Applied Surface Science. 2018. Vol. 427. P. 874–882. https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2017.08.038
Поступила в редакцию: 
02.02.2026
Принята к публикации: 
07.04.2026
Опубликована: 
30.06.2026
  • 19 просмотров