[发明专利]热场发射阴极及其制备方法、及应用其的真空电子器件

权利要求书

1.一种热场发射阴极，包括钼筒及固定于其上的钨海绵体，其中：

所述钨海绵体的上表面具有微尖阵列，该微尖阵列内部具有孔隙，该微尖阵列外部呈突起状；

所述钨海绵体内部的孔隙与所述微尖阵列内部的孔隙形成连通孔隙；

所述连通孔隙内填充有活性物质。

2.根据权利要求1所述的热场发射阴极，其中，所述活性物质包括含钪活性发射材料。

3.根据权利要求1所述的热场发射阴极，其中，所述钼筒包括：

钼支撑筒，与所述钨海绵体固定连接；

热子，置于所述钼支撑筒内，所述热子的外表面包裹有绝缘层。

4.一种热场发射阴极的制备方法，包括以下步骤：

对钨铜体的发射端面进行抛光处理；

采用激光熔刻法在所述钨铜体的发射端面形成内部具有孔隙的微尖阵列；

对所述形成微尖阵列的钨铜体进行真空去铜，得到钨海绵体，以使所述钨海绵体内部的孔隙与所述微尖阵列内部的孔隙连通，得到带有微尖阵列的钨海绵体；

钎焊或激光焊接所述带有微尖阵列的钨海绵体及钼筒，形成阴极组件；

用活性物质高温浸渍所述阴极组件，完成所述热场发射阴极的制备方法。

5.根据权利要求4所述的热场发射阴极的制备方法，其中，所述钨铜体的孔度为18～32％，闭孔率低于2％，其内部的孔隙均匀分布。

6.根据权利要求4所述的热场发射阴极的制备方法，其中，在通入有保护气体氩气的真空腔内，采用激光熔刻法在所述钨铜体的发射端面形成内部具有孔隙的微尖阵列，通入所述保护气体氩气前，真空腔内的真空度小于1Pa。

7.根据权利要求4所述的热场发射阴极的制备方法，其中，活性物质高温浸渍所述阴极组件后，还包括对所述热场发射阴极的表面作清洁处理。

8.根据权利要求4所述的热场发射阴极的制备方法，其中，所述激光熔刻法采用的设备包括激光头及固定其的二维/三维机械臂，所述激光熔刻法采用的设备为激光划片机、激光焊接机、激光切割机或激光熔敷机。

9.根据权利要求8所述的热场发射阴极的制备方法，其中，所述二维/三维机械臂的移动速度与所述激光头的功率成正比。

10.一种真空电子器件，包括如权利要求4至9中任一项所述的制备方法制备得到的热场发射阴极。