[发明专利]铯束管用电子倍增器的二次发射体的制作方法

说明书

本发明涉及铯原子钟领域，公开了一种铯束管用电子倍增器的二次发射体的制作方法，以金属银作为基体材料，以金属镁作为活性物质，熔炼制得银镁合金，然后将银镁合金进行真空退火处理，再放入真空设备中升温，充入氧气、二氧化碳或水蒸气中的一种，待银镁合金冷却至室温后，再次将真空设备抽真空，当真空压力小于等于5×10^‑2Pa后，升温至350℃～550℃，然后充入50Pa～500Pa氧气，再将银镁合金冷却至室温，即在银镁合金表面制得MgO膜，制成二次发射体。本发明铯束管用电子倍增器的二次发射体的制作方法，使制得的MgO膜更加致密和牢固，同时改善MgO膜的晶体结构，使装配此二次发射体的电子倍增器能满足铯束管长时间连续使用的要求和铯束管的寿命要求。

技术领域

本发明涉及铯原子钟领域，具体涉及一种铯束管用电子倍增器的二次发射体的制作方法。

背景技术

目前磁选态铯原子钟所用的铯信号检测铯束管内的电子倍增器的二次发射体都是用基金属附着一层MgO(氧化镁)膜形成的，现有MgO膜的制作通常有用两种方法，第一种方法是使用银镁合金在真空中升温氧化使其表面自然生成MgO膜，第二种方法是在真空中利用磁控溅射的方法在基金属上生成MgO膜。

但目前使用的这两种方法制作的MgO膜二次发射体的二次发射系数都不稳定，随着使用时间的增加，二次发射系数下降过快，其装配的电子倍增器不能满足铯束管长时间连续使用的要求，更达不到铯束管的寿命要求，并且第二种方法不仅设备复杂，还要求操作人员具有专业技术水平和较强的操作能力，目前只在实验室和研究所进行制作。

发明内容

本发明的目的就是针对上述技术的不足，提供一种铯束管用电子倍增器的二次发射体的制作方法，使制得的MgO膜更加致密和牢固，同时改善MgO膜的晶体结构，使装配此二次发射体的电子倍增器能满足铯束管长时间连续使用的要求和铯束管的寿命要求。

为实现上述目的，本发明所设计的铯束管用电子倍增器的二次发射体的制作方法，包括如下步骤：

A)以金属银作为基体材料，以金属镁作为活性物质，熔炼制得银镁合金；

B)将所述步骤A)中熔炼好的银镁合金进行真空退火处理；

C)将所述步骤B)中处理好的银镁合金放入真空设备中升温，然后充入氧气、二氧化碳或水蒸气中的一种；

D)将所述步骤C)中的银镁合金冷却至室温后，再次将真空设备抽真空，当真空压力小于等于5×10^-2Pa后，升温至350℃～550℃，然后充入50Pa～500Pa氧气，再将银镁合金冷却至室温，即在银镁合金表面制得MgO膜，制成二次发射体，通过二次升温氧化，进一步强化了MgO膜的致密性和牢固，改善了MgO膜的晶体结构。

优选地，所述步骤D)中，当升温至350℃～550℃后，保持10分钟～5小时后再充入氧气。

优选地，所述步骤D)中，充入氧气后，保持1小时～12小时后，再将银镁合金冷却至室温。

优选地，所述步骤A)中银镁合金中镁的质量占比为1％～20％。

优选地，所述步骤B)中退火温度为400℃～450℃，真空压力小于等于1×10^-3Pa，退火时间为30分钟～60分钟。

优选地，所述步骤B)中将熔炼好的银镁合金进行真空退火处理后，使用酒精或丙酮进行清洗。

优选地，所述步骤C)中真空设备在升温前的真空压力小于等于1×10^-3Pa，真空设备在45分钟～90分钟内升温至660℃～720℃，升温完成后保温3分钟～5分钟，然后充入5×10^-1Pa～1×10^-3Pa的氧气、二氧化碳或水蒸气中的一种，保持5分钟～15分钟后降温。

本发明与现有技术相比，具有以下优点：