[实用新型]一种用于X光管的六硼化物阴极组件

说明书

技术领域

本实用新型涉及物理电子领域，具体涉及一种用于X光管的六硼化物阴极组件。

背景技术

在医疗、医学诊断、工业检测、安全技术等涉及的各种X光设备，需要高性能的X光管。作为X光成像设备的核心器件之一，X光管除应具备成像质量好、工作稳定可靠、使用寿命长等特点外，随着科技发展，对于小型化，低能耗的高品质X光管的需求越来越突出。由于硼化物阴极具有工作温度低、发射稳定、发射电流密度大、均匀性好，寿命长等诸多优点而被视为理想的新型X光管用阴极，但是由于目前硼化物阴极组件存在着结构复杂，加工工艺难度大，加热功率大，封管后排气困难等问题严重制约着硼化物阴极在X光管中的应用。

实用新型内容

本实用新型提供一种用于X光管的六硼化物阴极组件，克服在X光管中硼化物阴极组件加工工艺难度大、封管后排气困难等技术缺陷。

本实用新型的通过下述技术方案实现：

一种用于X光管的六硼化物阴极组件，包括筒状的栅极以及置于栅极内部的加热子，在所述加热子顶部固定有加热盒，六硼化物阴极固定在加热盒内，所述栅极上端形成有正对六硼化物阴极的电子出射孔，在栅极下端安装有高温绝缘体，两个引线芯柱的上端部分别贯穿所述高温绝缘体与加热子两端连接，所述高温绝缘体封接在固定环内侧壁上，所述固定环外侧壁与栅极的内壁连接。现有技术中，X光管内直接采用螺旋状的钨丝作为阴极组件，钨的电子逸出功高，为4.5EV（电子伏）左右，因此钨丝能激发出电子的工作温度高，钨制阴极容易蒸发影响整管的使用寿命，钨的电子发射的散度大，带来较大的无效辐射剂量；并且钨丝在固定时，需要额外的夹持机构对其进行固定，诸如石墨块等，然而在此类夹持机构零件复杂，零件加工难度大，在X光管内有限的空间下阴极组件制造加工的难度大大增加，进而导致制备高压X光管工艺难度提高，特别是阴极加热功率大，对能耗要求高的应用领域受限。

本实用新型工作时，在加热子通过引线芯柱而引入适当的电流后，直接发热并将热量传导给与加热盒底面紧贴的六硼化物阴极，而六硼化物阴极受热后产生发射电流且由电子出射孔中射出，其中电子出射孔形状可依据电子光学系统的设计来确定，即可为方形孔、圆形孔或是条状孔；与传统的阴极相比，本实用新型中的阴极材料选用二元六硼化物或多元六硼化物的多晶或单晶材料制成，二元六硼化物为形式如MB6的化合物，M为稀土元素，如六硼化镧、六硼化铈等；多元六硼化物为形式如M1-xNxB6的六硼化物，其中M、N表示不同的稀土元素。由于二元或多元六硼化物的电子逸出功比钨的电子逸出功低，发射电流密度大，在同样的发射电流密度下，工作温度比钨低800℃以上，阴极的蒸发率低于钨数个数量级，延长了X光管的使用寿命，并且根据栅极内部有限的空间，将加热子加工成倒置的V形结构，而加热盒置于加热子的顶部，与垂直形状的加热子相比，倒置的V形形状的加热子具有较大的长度，在单位横截面下的发热效率更大，使得六硼化物阴极的加热效率更高，在有效降低生产成本的同时，提高了组件的稳定性。实验表明，在栅控型X光管中，用低于6W的加热功率，就可支取超过10mA的发射电流，同时，X光管内的含气量大大减少，简化了整管制备的排气工艺，提高了X光管的制管成品率，另一方面，使用过程中零件受热放气量少也提升了X光管的性能品质和使用寿命。

所述加热子为带状、管状或是丝状。作为优选，采用带状、管状或是丝状的加热子，即由带状或是管状又或是丝状的加热子构成六硼化物的倒置V形的加热结构，使得加热子在栅极内空间有限的前提下，可在单位长度一定的情况下获取相对较大的电阻，便于加热子在通用设备电源的电流和电压范围内使用。

所述加热子的材质为钽或是钼又或是钨。作为优选，选用钽、钼、钨等作为加热子的原材料，通过其较高的熔点以及稳定性可保证加热子对六硼化物阴极的持续加热，以满足六硼化物阴极的电子出射量。

本实用新型与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

采用单晶或多晶六硼化物材料作为阴极，通过特制焊料钎焊在加热子的加热盒中，结构极其简单，加工及组装容易，组件含气量少，稳定性高，寿命长。避免了采用粉末硼化物制备阴极灯丝的工艺复杂性问题又解决了采用晶体材料制备的阴极组件结构复杂、含气量大、排气难的问题；同时，本实用新型所述的加热子引线芯柱与绝缘体、、固定环与绝缘体之间均采用标准的高温绝缘体金属封接工艺封接，提高了组件在X光管中长期使用的可靠性。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本实用新型实施例的限定。在附图中：