- Установлена взаимосвязь между эмиссионной способностью металлопористого катода в ходе его эксплуатации, гранулометрическим составом вольфрамового порошка, из которого изготавливается катод, динамикой его изменения при термообработке, размоле, прессовании и спекании, с одной стороны, и связанными с ними средним размером порового канала, определяемого величиной характеристического давления, и степенью консолидации частиц - с другой. Получено аналитическое выражение взаимосвязи размера частиц вольфрамового порошка и плотности каркаса с оптимальным средним размером порового канала, обеспечивающим повышенную долговечность и эмиссионную способность катода.
- Разработана новая научно обоснованная технология обработки исходных материалов подогревательных узлов катодов. Она основана на впервые установленной связи степени однородности исходного алундового порошка с долговечностью подогревательных узлов, наличием дефектов усадочного характера и прочностью изоляционного слоя подогревателя.
- Экспериментально установлена зависимость эмиссионной способности катода от температуры плавления припоя в процессе пайки эмиттера и подогревательной камеры. Величина этой температуры влияет на интенсивность испарения активного вещества и степень проникновения материала припоя в поры эмиттера.
- Экспериментально доказана возможность повышения долговечности катодно-сеточного узла (не менее чем в 2 раза) путем замены гафния на сплав ванадия, обладающий более высокой прочностью и температурой рекристаллизации. Это связано со структурной неоднородностью гафния, приводящей к возникновению токов утечки между катодом и управляющей сеткой.
- Установлено, что снижение электрического сопротивления контактов из композиционного Cr-Cu сплава вакуумных дугогасительных камер может быть достигнуто путём увеличения размера хромовых частиц, из которых изготавливаются контакты. Для этого впервые разработана технология сглаживания шероховатости хромовых частиц, приводящая к увеличению размера частиц и, соответственно, медных прослоек в сплаве в 1,4-2 раза.
- 6 Установлено, что повышение адгезии электроплазменного керамического покрытия (в 1,3-1,9 раза) достигается с помощью увеличения равномерности пористой структуры покрытия с дополнительным введением в него наночастиц керамики при напылении. При этом ток дуги плазмотрона в процессе напыления порошков должен устанавливаться в диапазоне 450-500 А.
1 Мельникова И.П. Пути повышения долговечности и эмиссионной способности катодов и катодно-сеточных узлов в электровакуумных приборах СВЧ: монография / И.П. Мельникова, В.В. Муллин, Д.А. Усанов. – Саратов: Изд-во Сарат. гос. ун-та, 2011. – 202 с.
Статьи в зарубежных научных журналах, представленных в международной базе цитирования Scopus
2Melnikova, I.P. Correlation of emission capability and longevity of dispenser cathodes with characteristics of tungsten powders / I.P. Melnikova, V.G. Vorozheikin, D.A. Usanov // Applied Surface Science. – 2003. – Vol. 215. – P. 59-64.
3Melnikova, I. P. Correlation of cathodes parameters of power grid tubes with materials characteristics of cathode-grid units / I.P. Melnikova, I.V. Polyakov, D.A. Usanov // Applied Surface Science. – 2005. – Vol. 215. – P. 120-125.
Статьи в ведущих научных журналах, рекомендованных ВАК РФ
4Мельникова, И.П. Влияние газопоглощения на свойства материалов сеток катодно-сеточных узлов / И.П. Мельникова, Д.А. Усанов, Л.Р. Султанова [и др.] // Электронная техника. Серия 1. СВЧ-техника. – 1985. – Вып. 3. – С. 37-39.
5Мельникова, И.П. Использование структурно-чувствительного параметра при оптимизации технологии изготовления вольфрамовых торированных карбидированных катодов / И.П. Мельникова, А.А. Ломова, Д.А. Усанов // Электронная техника. Серия 1. СВЧ-техника. – 1990. – Вып. 3. –С. 48-50.
6Мельникова, И.П. Критерии оценки свойств антиэмиссионных материалов для изготовления сеток катодно-сеточных узлов / И.П. Мельникова, Д.А. Усанов // Электронная техника. Серия 1. СВЧ-техника. – 1991. – Вып. 1. – С. 15-16.
7Мельникова, И.П. Сетки электровакуумных приборов с сеточным управлением из новых антиэмиссионных жаропрочных сплавов / И.П. Мельникова, В.Г. Ворожейкин // Электронная техника. Серия 1. СВЧ-техника. – 1992. – Вып. 12. – С. 72-77.
8Мельникова, И.П. Взаимосвязь эмиссионной способности и долговечности металлопористых катодов с характеристиками вольфрамовых порошков / И. П. Мельникова, А.В. Лясникова, В.Н. Лясников // Электронная техника. Серия 1. СВЧ-техника. – 2012. – Вып. 1 (512). – С. 30-37.
9Мельникова, И.П. Эмиссионные свойства металлопористых катодов / И.П. Мельникова, А.В. Лясникова, В.Н. Лясников // Физика волновых процессов и радиотехнические системы. – 2012. – Т. 15. – № 2. – С. 84-90.
10Мельникова, И.П. Повышение эмиссионных характеристик металлопористых катодов путем модернизации технологии пайки эмиттеров с подогревательными узлами / И.П. Мельникова, А.В. Лясникова, В.Н. Лясников // Электронная техника. Серия 1. СВЧ-техника. – 2013 .– Вып. 3 (518). – С. 262-267.
11Мельникова, И.П. Технология двойного применения: повышение функциональных характеристик листовых материалов, применяемых в СВЧ-технике и имплантологии / И.П. Мельникова, А.В. Лясникова, В.Н. Лясников // Вестник Саратовского государственного технического университета. – 2012. – № 2 (66). – Вып. 2. – С. 108-113.
12Мельникова, И.П. Структура и свойства композиционного Cr-Cu материала для электрических контактов вакуумно-дуговых камер / И.П. Мельникова, А.В. Лясникова, В.Н. Лясников // Электронная техника. Серия 1. СВЧ-техника. – 2013. – Вып. 3(518). – С. 267-274.
13Мельникова, И.П. Исследование возможности повышения функциональных характеристик биосовместимых покрытий медицинских имплантатов за счёт изменения морфологии частиц порошков перед электроплазменным напылением/ И.П. Мельникова, А.В. Лясникова, В.Н. Лясников // Вестник Саратовского государственного технического университета. – 2010. – № 3 (46). – С. 68-76.
14Мельникова, И.П. Использование процесса иммобилизации микрочастиц гидроксиапатита и оксида алюминия на макрочастицах гидроксиапатита для получения высокоэффективных покрытий внутрикостных имплантатов / И.П. Мельникова, А.В. Лясникова, И.П. Гришина // Вестник Саратовского государственного технического университета. – 2011. – № 1 (53). – Вып. 2. – С. 21-25.
15Мельникова, И.П. Влияние степени кристалличности порошков гидроксиапатита и вольфрама на процесс изменения их гранулометрического состава при термомеханической обработке / И.П. Мельникова, А.В. Лясникова // Вестник Саратовского государственного технического университета. – 2011. – № 4 (59). – Вып. 1. – С. 152-155.
16Мельникова, И.П. Улучшение функциональных характеристик биосовместимых плазмонапыленных покрытий медицинских имплантатов путем повышения равномерности их пористой и стабилизации кристаллической структур / И.П. Мельникова, А.В. Лясникова, В.Н. Лясников // Биотехносфера. – 2012. – № 5-6. – С. 56-61.
17 Мельникова, И.П. Улучшение функциональных характеристик керамических композиций путем повышения равномерности их структуры / И.П. Мельникова, А.В. Лясникова, В.Н. Лясников // Конструкции из композиционных материалов. – 2013. – № 4. – С. 20-25.
18Мельникова, И.П. Морфология частиц гидроксиапатита и ее влияние на свойства биокомпозитных плазмонапыленных покрытий / И.П. Мельникова, А.В. Лясникова, В.Н. Лясников // Саратовский научно-медицинский журнал. – 2013. – Т. 9. – №3. – С. 441-445.
19Мельникова, И.П. Физические основы формирования наноструктурированных биосовместимых покрытий на медицинских имплантатах / И.П. Мельникова, А.В. Лясникова, В.Н. Лясников // Известия высших учебных заведений. Физика. – 2013. – Т. 56. – № 10. – С. 78-85.
20 Мельникова, И.П. Влияние импрегнации наноструктурированным бемитом на структуру и свойства плазмонапыленных керамических покрытий / И.П. Мельникова, А.В. Лясникова, С.В. Веселухина, В.С. Гринев, Е.Л. Сурменко // Письма в «Журнал технической физики». – 2014. – Т. 40. – Вып. 19. – С. 34-41.
Патенты
21Пат. SU № 1634044 H 01 j 9/04. Способ изготовления металлопористых катодов / И.П. Мельникова, Д.А. Усанов; заявл. 13.02.1989; опубл. 29.02.1990, Бюл. № 18. – 4 с.
22А. с. SU №1689814 5G01N21/88. Способ анализа высокодисперсных систем / И.П. Мельникова, А.О. Дарченко, В.Д. Тупикин, Д.А. Усанов; заявл. 07.08.1989; опубл. 25.07.1990, Бюл. № 41. – 4 с.
23Пат. SU № 1723934 H 01 j 9/04. Способ изготовления вольфрамового торированного карбидированного катода / И.П. Мельникова, Д.А. Усанов; заявл. 19.02.1990; опубл. 29.01.1991, Бюл. № 2. – 4 с.
24А. с. SU №17433115 H 01 j 1/46. Сеточный электрод для электронного прибора / И.П. Мельникова, Д.А. Усанов, В.К. Семёнов, В.Г. Ворожейкин; заявл. 11.09.1990; опубл. 08.04.1991, Бюл. № 33. – 4 с.
25Пат. RU №20031935 H 01 j 9/04. Способ изготовления катодного узла электровакуумного прибора / И.П. Мельникова, В.Г. Ворожейкин, С.Ю. Бугрова, Д.А. Усанов; заявл. 27.06.1991; опубл. 30.07.1992, Бюл. № 12. –10 с.
26Пат. RU №20799226 H 01 j 9/04. Способ изготовления термокатода для электронного прибора и состав припоя для изготовления термокатода / И.П. Мельникова, В.И. Козлов, Д.А. Усанов; заявл. 09.06.1994; опубл. 20.05.1997, Бюл. № 11. – 6 с.
27Пат. RU № 2293394 H 01 j 9/04. Способ изготовления металлопористых катодов из вольфрамового порошка / И.П. Мельникова, В.В. Муллин, Г.П. Найдёнов, В.К. Семёнов и др.; заявл. 16.05.2005; опубл. 10.02.2007, Бюл. № 4. – 11 с.
28Пат. RU № 2293395 H 01 j 9/04. Способ изготовления металлопористых катодов из вольфрамового порошка / И.П. Мельникова, В.В. Муллин, Г.П. Найдёнов, В.К. Семёнов и др.; заявл. 16.05.2005; опубл. 10.02.2007, Бюл. № 4. – 11 с.
29Пат. RU № 2297068 H 01 j 9/04. Способ изготовления металлопористых катодов из вольфрамового порошка / И.П. Мельникова, Д.А. Усанов, В.В. Муллин, Г.П. Найдёнов и др.; заявл. 16.05.2005; опубл. 10.04.2007, Бюл. № 10. – 9 с.
30Пат. RU № 2369935 С2 01 H 1/02. Способ изготовления электрических контактов на основе хрома и меди / И.П. Мельникова, В.В. Муллин, Г.П. Найдёнов, В.К. Семёнов и др.; заявл. 22.08.2007; опубл. 10.10.2009, Бюл. № 41-42. – 10 с.
31Пат. RU № 2415487 С1 01 H 1/02. Способ изготовления электрических контактов на основе хрома и меди / И.П. Мельникова, В.Н. Лясников; заявл.05.04.2010; опубл. 27.03.2011, Бюл. № 9. – 9 с.
32Пат. RU № 2084050 H 01 М 4/34, 4/26, H01 М 10/32. Способ изготовления серебряного электрода химических источников тока / И.П. Мельникова, С.Б. Вениг, В.Д. Тупикин, Д.А. Усанов и др.; заявл. 04.07.1995; опубл. 10.07.1997 – Бюл. № 16. – 3 с.
33Пат. RU № 2443434 С1 МПК A61 L 27/02, A 61 L 27/06, A 61 L 27/12, A 61 F 2/28, B 82 B 3/00. Способ изготовления внутрикостных имплантатов / И.П. Мельникова, А.В. Лясникова, В.Н. Лясников; заявл. 18.10.2010; опубл. 27.02.2012, Бюл. № 5. – 10 с.
34Пат. RU № 2512714 С1. Способ изготовления внутрикостных имплантатов с антимикробным эффектом / И.П. Мельникова, А.В. Лясникова, В.Н. Лясников; заявл. 09.01.2013; опубл. 10.04.2014, Бюл. № 10. – 8 с.
Статьи в других зарубежных изданиях
35Melnikova, I.P. Influence of the size and shape of particle of different types of composites on the permeability of materials for thermal, electric or day flows / International conference: Electrical contacts and electrodes «EC – 2009»: Program and abstracts KIEV. – IPM NASU, 2009. – P. 32-33.
36Мельникова, И.П. Анализ возможности улучшения структуры и свойств композиционного контактного Cr-Cu материала путем изменения морфологии частиц исходного порошка хрома / И.П. Мельникова, В.В. Муллин, Г.П. Найдёнов, Д.А. Усанов [и др.] // Электрические контакты и электроды: труды Института проблем материаловедения НАН Украины. – Серия «Композиционные, слоистые и градиентные материалы и покрытия».– Киев, 2008. – С. 97-104.
37Melnikova, I.P. Improving the quality of biocompatible plasma-sprayed intraosseous implant coating / I.P. Melnikova, A.V. Lasnikova, V.N. Lasnikov // Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. – 2013. – № 2 (62).–Р.42-46.
38Melnikova, I. P. Physical bases of formation of nanostructured biocompatible coatings on medical implants / I.P. Melnikova, A.V. Lasnikova, V.N. Lasnikov // Russian Physics Journal. – 2014. February. – Vol. 56. № 10. – P. 1190-1197. (Russian Original – 2013. – № 10. October).
Статьи в других журналах и сборниках трудов научных конференций
39Мельникова, И.П. Выбор оптимальных режимов термообработки листового гафния с целью обеспечения обрабатываемости, прочности и размерной стабильности деталей / И.П. Мельникова, Р.Ф. Козлова // Вопросы проектирования и технологии производства электровакуумных СВЧ приборов. Серия 1. – М.: Электроника, 1981. – С. 35-36.
40Мельникова, И.П. Опыт применения фольги гафния для изготовления деталей катодно-сеточных узлов / И.П. Мельникова, Л.Р. Султанова // Электронная техника. Серия 4 «Электровакуумные и газоразрядные приборы». – 1989. – Вып. 1 (124). – С. 85-86.
41Мельникова, И.П. Гранулометрический анализ вольфрамовых порошков для металлопористых таблеток / И.П. Мельникова, А.О. Дарченко, Д.А. Усанов // Электронная промышленность. – 1990. – № 9. – С. 15-16.
42Мельникова, И.П. Новые катодные материалы и возможности улучшения эмиссионных параметров электровакуумных приборов / И.П. Мельникова, В.И. Козлов, Д.А. Усанов, В.Г. Ворожейкин // Вакуумная наука и техника: материалы науч.-техн. конф. с участием зарубежных специалистов; под ред. проф. Д.В. Быкова. – М.: Изд-во МИЭМ. – 2001. – С. 213-216.
43Melnikova, I.P. Correlation of emission capability and longevity of dispenser cathodes with characteristics of tungsten powders / I.P. Melnikova, V.G. Vorozheikin, D.A. Usanov // IVES 02. – Fourth IEEE International Vacuum Electron Source Conference. Saratov, Russia, July 15 – 19, 2002. – P. 327-329.
44Мельникова, И.П. Дисперсный анализ состава вольфрамовых порошков в технологии металлопористых катодов / И.П. Мельникова, В.И. Козлов, Д.А. Усанов, В.Д. Тупикин, Н.И. Бабкова // Вакуумная наука и техника: материалы науч.-техн. конф. с участием зарубежных специалистов; под ред. проф. Д.В. Быкова. – М.: Изд-во МИЭМ. – 2003. – С. 522-526.
45Мельникова, И.П. Оптимизация технологии формирования каркасов металлопористых катодов / И.П. Мельникова, В.В. Муллин, В.К. Казаков, Д.А. Усанов // Вакуумная наука и техника: материалы науч.-техн. конф. с участием зарубежных специалистов; под ред. проф. Д.В. Быкова. – М.: Изд-во МИЭМ. – 2006. – С. 282-285.
46Мельникова, И.П. Исследование физических причин, ограничивающих долговечность и эмиссионную способность металлопористых катодов и анализ возможностей улучшения этих параметров при их изготовлении / И.П. Мельникова, В.В. Муллин, В.К. Семенов, В.И. Козлов // Электронные приборы и устройства СВЧ: материалы науч.-техн. конф. ФГУП НПП «Алмаз». – Саратов: Изд-во Саратов. гос. унта им. Н.Г. Чернышевского. – 2007. – С.130-140.
47Мельникова, И.П. Новые антиэмиссионные материалы для катодно-сеточных узлов / И.П. Мельникова А.В. Лясникова, С.В. Веселухина // Вакуумная наука и техника: материалы XXI науч.-техн. конф. с участием зарубежных специалистов; под общ. ред.проф. Д. В. Быкова. – М.: МИЭМ НИУ ВШЭ. – 2014. – С. 191-194.
48Мельникова, И.П. Исследование возможности снижения электрического сопротивления Cr-Cu контактов высоковольтных вакуумных выключателей / И.П. Мельникова, В.В. Муллин, Г.П. Найденов, Д.А. Усанов // Вакуумная наука и техника: материалы науч.-техн. конф. с участием зарубежных специалистов; под ред. проф. Д.В. Быкова. – М.: Изд-во МИЭМ, 2008. – С. 123-128.
49Мельникова, И.П. Усовершенствование технологии формирования структуры Cr-Cu контактов ВДК с целью улучшения их электрических параметров / И.П. Мельникова // Электроника и вакуумная техника: Приборы и устройства. Технологии. Материалы: сборник материалов международной науч.-техн. конф. – Саратов: Изд-во Сарат. гос. ун-та им. Н.Г. Чернышевского. – Вып. 3. – 2009. – С. 89-94.
50 Мельникова, И.П. Повышение функциональных характеристик электроплазменных керамических покрытий / И.П. Мельникова, А.В. Лясникова, С.В. Веселухина // Научная дискуссия: вопросы технических наук. – № 6-7(19): сборник статей по материалам XXI международной научно-практической конференции. – М: «Международный центр науки и образования». – 2014. – С. 111-116.