[发明专利]一种发射大面积均匀电子束的碳纤维阴极及其制备方法

权利要求书

1.一种发射大面积均匀电子束的碳纤维阴极，其特征在于发射大面积均匀电子束的碳纤维阴极由碳纤维束(1)、限流电阻(2)、高压电极(3)和碳纤维束安装盘(4)组成，碳纤维束(1)由发射端(1-1)和金属端(1-2)组成，碳纤维束安装盘(4)上均布数个的通孔，每个通孔中安装(1)个限流电阻(2)，限流电阻(2)的一端均与高压电极(3)连接，另一端与(1)个碳纤维束(1)的金属端(1-2连接，高压电极(3)与碳纤维束安装盘(4)固定连接在一起，且碳纤维束(1)的发射端(1-1)一部分裸露在碳纤维束安装盘(4)外侧。

2.根据权利要求1所述的一种发射大面积均匀电子束的碳纤维阴极，其特征在于所述的碳纤维束安装盘(4)上通孔的中心距为8mm～12mm。

3.根据权利要求1或2所述的一种发射大面积均匀电子束的碳纤维阴极，其特征在于所述的裸露在碳纤维束安装盘(4)外侧碳纤维束(1)发射端(1-1)的长度为碳纤维束(1)的发射端(1-1)总长度的1/3～1/2。

4.如权利要求1所述一种发射大面积均匀电子束的碳纤维阴极的制备方法，其特征在于发射大面积均匀电子束的碳纤维阴极的制备方法是按以下步骤完成的：

一、准备材料：①采用绝缘材料以均布的形式钻有数个通孔，即得到碳纤维束安装盘(4)，②首先将多股碳纤维丝捆绑成圆柱形，然后将导电金属丝沿圆柱中心插入，掺入的深度为导电金属丝的长度1/4～1/3，然后放入到P/Al原子数比为5∶1、质量分数为15％偏磷酸铝溶液中浸润30s～120s，最后在450℃～550℃加热20min～40min，即得到碳纤维束1，裸露在圆柱外端的导电金属丝即为碳纤维束(1)的金属端(1-2)，其余部分为发射端(1-1)，③采用黄铜制作成高压电极(3)，且制作的高压电极(3)尺寸与①中制备的碳纤维束安装盘(4)的尺寸吻合；二、安装：首先将碳纤维束(1)的金属端(1-2)与限流电阻(2)一侧的连接端焊接在一起，然后插入碳纤维束安装盘(4)的通孔中，保证碳纤维束(1)的发射端(1-1)一部分裸露在碳纤维束安装盘(4)外侧，限流电阻(2)另一侧的连接端一部分裸露在碳纤维束安装盘(4)外侧，然后对应限流电阻(2)另一侧的连接端将高压电极(3)钻有数个通孔，并焊接在一起，最后将高压电极(3)与碳纤维束安装盘(4)固定连接在一起，即得到发射大面积均匀电子束的碳纤维阴极；步骤一②中所述的导电金属丝的长度与碳纤维丝的长度比为(0.9～1.1)∶1。

5.根据权利要求4所述的一种发射大面积均匀电子束的碳纤维阴极的制备方法，其特征在于步骤一①中所述的绝缘材料为聚四氟乙烯或可加工陶瓷。

6.根据权利要求4或5所述的一种发射大面积均匀电子束的碳纤维阴极的制备方法，其特征在于步骤一①中制备的碳纤维束安装盘(4)上通孔的中心距为8mm～12mm。

7.根据权利要求6所述的一种发射大面积均匀电子束的碳纤维阴极的制备方法，其特征在于步骤二中所述的限流电阻的阻值为100Ω～5kΩ。

8.根据权利要求7所述的一种发射大面积均匀电子束的碳纤维阴极的制备方法，其特征在于步骤二中所述的裸露在碳纤维束安装盘(4)外侧碳纤维束(1)发射端(1-1)的长度为碳纤维束(1)的发射端(1-1)总长度的1/3～1/2。