[实用新型]电子源器件

说明书

技术领域

本实用新型涉及真空加工技术领域，特别是涉及一种电子源器件。

背景技术

电子源器件普遍应用在真空加工领域，其主要作用是在真空环境中产生持续的自由电子。经过一系列的电场磁场作用控制电子空间分布，高能电子与物体作用能产生巨大的热能，对材料表面进行包括熔解在内的热处理。电子源能使真空环境处于电子云状态，有效中和空间的正电荷，防止正电荷导致的打火放电。

传统的电子源器件是通过在灯丝两端加上数伏电压，产生10A以上的电流。电流产生的高温使金属表面能产生大量自由电子。通过对灯丝加热产生高温，连续工作数小时灯丝就烧断，传统的电子源器件存在使用寿命短的缺点。

实用新型内容

基于此，有必要针对上述问题，提供一种可提高使用寿命的电子源器件。

一种电子源器件，包括射频电源、射频感抗匹配网络、起辉维持极、射频线圈、绝缘电离腔体和正离子收集极，

所述射频感抗匹配网络连接所述射频电源和所述射频线圈，所述绝缘电离腔体罩设于所述正离子收集极，且与所述正离子收集极围合形成绝缘电离腔室；所述绝缘电离腔体开设有发射孔，所述起辉维持极开设有与所述发射孔对应的通孔；所述正离子收集极开设有用于通入惰性气体的进气通道，以及连通所述进气通道和所述绝缘电离腔室之间的惰性气体供气孔，所述射频线圈套设于所述绝缘电离腔体外侧。

上述电子源器件，射频电源通过感抗匹配网络调制后，输出功率加载到射频线圈上，使绝缘电离腔室内形成电磁场，起辉维持极维持电子源器件内部保持电离工作状态。通过射频线圈产生电磁场使惰性气体电离，产生自由电子并通过发射孔射出，正离子收集极用于收集绝缘电离腔室内的正离子，防止正离子导致的打火放电。将射频电源作为电子源器件的驱动电源，无需灯丝加热，无耗材，工作时间超过1000小时以上，且对散热要求低，提高了电子源器件的使用寿命。

附图说明

图1为一实施例中电子源器件的结构剖面图；

图2为一实施例中电子源器件的结构示意图；

图3为一实施例中电子源器件的原理图。

具体实施方式

在一个实施例中，一种电子源器件，适用于真空气化沉积和金属3D打印中的真空加工。如图1-3所示，该电子源器件包括射频电源A、射频感抗匹配网络B、起辉维持极110、射频线圈130、绝缘电离腔体140和正离子收集极150。本实施例中射频电源A为频率13.56M赫兹的电源。

射频感抗匹配网络B连接射频电源A和射频线圈130，绝缘电离腔体140罩设于正离子收集极150，且与正离子收集极150围合形成绝缘电离腔室。绝缘电离腔体140开设有发射孔，起辉维持极110开设有与发射孔对应的通孔。正离子收集极150开设有用于通入惰性气体的进气通道，以及连通进气通道和绝缘电离腔室之间的惰性气体供气孔160，射频线圈130套设于绝缘电离腔体140外侧。

电子源器件安装在高真空环境，惰性气体通过正离子收集极150的进气通道和惰性气体供气孔160进入绝缘电离腔室。射频电源A通过感抗匹配网络B调制后，输出功率加载到射频线圈130上，使绝缘电离腔室内形成电磁场，起辉维持极110维持电子源器件内部保持电离工作状态。通过射频线圈130产生电磁场使惰性气体电离，产生自由电子并通过发射孔射出，正离子收集极150用于收集绝缘电离腔室内的正离子，防止正离子导致的打火放电。

在一个实施例中，如图1和图2所示，正离子收集极150包括底座和凸出设置于底座的突出部，进气通道贯穿底座和突出部，突出部开设有连通进气通道和绝缘电离腔室之间的惰性气体供气孔160。通过突出部内的进气通道导入惰性气体，使惰性气体直接进入绝缘电离腔室中部，有利于惰性气体在绝缘电离腔室内扩散，提高惰性气体分布均匀性，从而提高电离效率。

在一个实施例中，惰性气体供气孔160开设于突出部远离底座的一端，使得惰性气体更深入绝缘电离腔室中部，可进一步提高惰性气体分布均匀性，从而提高电离效率。进一步地，突出部为圆柱形，惰性气体供气孔160均匀分布于突出部远离底座一端的外周。在突出部远离底座一端的外周均匀布设多个惰性气体供气孔160，同样可提高惰性气体导入绝缘电离腔室后的分布均匀性，提高了电离效率。

在一个实施例中，射频线圈130均匀套设于绝缘电离腔体140外侧，使绝缘电离腔室内的电磁场更均匀，同样提高了电离效率。