[实用新型]用于脉冲氢闸流管中的铝酸盐钡钨阴极结构

说明书

技术领域

本实用新型属于电子器件领域，特别涉及到一种用于脉冲氢闸流管中的铝酸盐钡钨阴极结构。

背景技术

目前国内用于脉冲氢闸流管的阴极多数是采用镍海绵氧化物阴极，这个阴极组合件的结构如图1所示。这是已有技术中的一种典型结构，这类阴极的工作温度为1100K～1200K，发射效率为100～250mA/W；所采用的普遍结构为间热式结构，即阴极作为独立部件，阴极的温度靠单独的阴极热子提供加热功率进行温升。

这种脉冲氢闸流管峰值电流指标参数普遍为5kA以下，平均电流参数普遍为5A以下。随着各个整机单位整机指标的提高，对脉冲氢闸流管这种起开关元器件作用的要求也随之提高。镍海绵氧化物阴极无法很好的满足整机参数的要求，所以需要在脉冲氢闸流管中采用新型的高性能阴极，才能使元器件满足整机使用的要求。

发明内容

本实用新型需要解决的技术问题是，针对已有技术中脉冲氢闸流管的性能参数无法满足用户要求，需要重新开发一种用于脉冲氢闸流管中的铝酸盐钡钨阴极结构以提高器件参数性能。

本实用新型的目的在于提供一种脉冲氢闸流管中的铝酸盐钡钨阴极结构，为了满足整机对脉冲氢闸流管这种开关元器件技术指标的要求，就需要解决铝酸盐钡钨阴极在脉冲氢闸流管中的应用问题。为了实现本实用新型的目的，所采用的技术方案如下，一种用于脉冲氢闸流管中的铝酸盐钡钨阴极结构，包括一个圆柱筒形的铝酸盐钡钨阴极，阴极中心处装有阴极热子，其特征在于,阴极外围设有两层同轴的屏蔽筒，靠近阴极的第一层为钼质屏蔽网筒，第二层为镍质热屏蔽筒；筒状阴极下部设有钼质阴极紧固件和连接阴极的钼支持杆，最下部为阴极支架。

铝酸盐钡钨阴极在脉冲氢闸流管中的成功运用，使得脉冲氢闸流管的电流技术指标达到新的层次，峰值电流从之前的5kA～10kA达到现在的10kA～50kA，平均电流指标从5A提高到25A。满足了整机使用的要求。这是因为铝酸盐钡钨阴极工作温度为1300K～1500K（K是绝对温度温标，等同于摄氏温标里的℃，T（K)=t（℃）+273.15），比普通的镍海绵氧化物阴极要高200K～300K，而已知技术中脉冲氢闸流管典型结构存在大量的镍材质零件，当使用镍海绵氧化物阴极的时候，不需要考虑镍材质零件的蒸发，但使用铝酸盐钡钨阴极则需要考虑这一因素，因为200K～300K的温度升高使得镍材质零件在该温度下具有较高的蒸气压，而金属镍容易使阴极中毒造成阴极发射能力的下降乃至失效，所以铝酸盐钡钨阴极在闸流管中应用一方面要使阴极达到需要的工作温度，另一方面要使阴极芯柱中的其他材料不在蒸发温度范围内。热在物体之间的传输主要有以下三种方式：热辐射、热传导和热对流。由于脉冲氢闸流管工作气压一般为数十帕，属于低气压状态工作，所以热对流可以忽略不计。

由于铝酸盐钡钨阴极是通过紧固的方式固定在阴极托盘上的，所以在阴极轴向存在与其他零件的接触，在热量传递方面存在热传导这种方式，在设计中，采用热传导效率相对较低、高温下强度较好的钼材质零件作为紧固阴极的零件，由于普通的接触电阻焊接已经不能对具有一定强度的钼零件进行焊接，为了阴极装架的简便，采用螺母与螺杆的紧固方式。在紧固件与阴极支架（材料为纯镍）的连接上采用钼材质的支持杆且在支持杆的中部通过车加工方式减细，缩小其外径尺寸，这样可以降低热向阴极支架的传送以减少镍的升温。

由于工作过程中阴极具有1300K～1500K的高温，在阴极径向存在热辐射。而与阴极同轴分布了数层热屏，热屏材料均为镍，最近的一层热屏距离阴极为10mm，按照阴极工作温度1500K计算，距离10mm处的热屏温度达到1340K左右，该温度下镍材料具有较高的蒸气压，形成镍金属蒸汽，镍金属蒸汽会造成阴极发射性能的急剧下降乃至失效。所以在阴极与第一层热屏之间做了一次创新的改进，通过工艺手段加装一层钼的屏蔽网，屏蔽网上通过光刻的手段腐蚀出7872个的孔，通过屏蔽网可以将阴极辐射的热反射51%对阴极进行二次加热直至动态平衡，并且该屏蔽网可以保证电子的透过。

通过上述手段可以保证在铝酸盐钡钨阴极具有较高工作温度的同时，又能确保周围环境的阴极芯柱中的镍材质零件在1200K以下，不会造成阴极中毒。

附图说明

图1为脉冲氢闸流管中传统的阴极结构；

图2为本实用新型中采用的脉冲氢闸流管铝酸盐钡钨阴极结构。

具体实施方式

参照图1，表示脉冲氢闸流管中传统的阴极结构。参照图2，表示本实用新型中采用的脉冲氢闸流管铝酸盐钡钨阴极结构，图中1为圆柱形的铝酸盐钡钨阴极，它的外围设有两层屏蔽筒，靠近圆柱筒形阴极的第一层为屏蔽网筒2，它由金属钼制成，第二层为镍质热屏筒3，筒状阴极中心处装有热子4，阴极下部设有紧固件5和连接阴极的支持杆6，在支持杆中部通过车加工方式减细了径向尺寸，降低了热量向阴极支架的传送，以减少镍的升温。