[实用新型]悬浮加热式电子源组件

说明书

悬浮加热式电子源组件，包括阴极管、发射体、热屏顶、热屏筒、多层热屏、热屏支撑、悬浮加热丝、加热丝支撑陶瓷、阴极顶和触持极。阴极管挤压安装在热屏支撑内，发射体位于阴极管和热屏顶之间，热屏顶中心设有圆形孔，多层热屏层叠设置于热屏筒与悬浮加热丝之间，阴极管出气端与发射体连接，加热丝支撑陶瓷挤压安装在阴极管上，悬浮加热丝一端焊接在热屏顶上、另一端顶在加热丝支撑陶瓷上。本实用新型结构简单，工艺参数控制方便，将悬浮加热丝直接悬浮于发射体外部，产生的热量直接作用于发射体表面，避免在阴极管和焊料上的热量损失，提高了加热效率；使阴极顶不直接接触发射体，降低阴极顶温度，有效延长电子源组件的预期使用寿命。

技术领域

本实用新型涉及真空电子领域，特别是一种悬浮加热式电子源组件，适用于空间电推力器、离子源和其他气体放电装置的电子源等。

背景技术

电子源组件是行波管和气体放电空心阴极、等离子体放电器件核心组件，其发射电流为几安培到几十安培，具有较宽的工作范围。

现有的空心阴极加热组件的轴向剖面图如图8所示，包括阴极管11、发射体12、绝缘陶瓷骨架13、加热丝14、多层热屏15、阴极顶16和触持极17。发射体12固定安装于阴极管11的内壁上，绝缘陶瓷骨架13固定安装于阴极管11的外壁上，加热丝14缠绕在绝缘陶瓷骨架3的外表面，多层热屏15设置于加热丝14的外周，阴极顶16固定安装在阴极管11的末端，触持极17与阴极顶16相对设置。阴极管11的外壁和绝缘陶瓷骨架13的内壁及阴极管11的内壁和发射体12的外壁之间分别使用高温焊料进行焊接固定。工作过程中，阴极顶16温度与发射体12温度相近，从阴极管11端通入氙气，利用氙离子的轰击维持发射体12的温度，使得发射体12通过阴极顶16上的小孔持续不断的对外发射电子。

然而上述现有的电子源组件加热存在以下缺陷：（1）、加热丝14发出的热量经过绝缘陶瓷骨架13、阴极管11和绝缘陶瓷骨架13之间的焊料、阴极管11、阴极管11和发射体12之间的焊料再传到发射体12，热量经过多层结构的传递损失量大，且阴极管11多为金属材质，导热率高，多层热屏15工作时沿阴极管11方向存在大量热损失，从而电子源组件的加热效率难以提升。（2）、绝缘陶瓷骨架13采用的材质为氧化铍，在制作过程中具有毒性，难以加工。（3）、整体结构为多层，且分别需要进行焊接或绕制，结构工艺相对复杂，需要进行多次烧结，参数需要严格控制，生产效率低下。（4）、阴极管11长期在高温可达1500～1800℃下工作，导致阴极顶16溅射腐蚀速率增加，容易氧化导致失效，从而使得工作寿命缩短。

发明内容

本实用新型的目的是克服现有技术的上述不足而提供一种悬浮加热式电子源组件，采用悬浮加热丝直接对发射体进行加热，解决了加热效率低，结构复杂，电子源组件使用寿命短的问题。

本实用新型的技术方案是：悬浮加热式电子源组件，包括阴极管、发射体、热屏顶、热屏筒、多层热屏、热屏支撑、悬浮加热丝、加热丝支撑陶瓷、阴极顶和触持极。

所述的阴极管的中心设有氙气通孔，其出气端设有发射体定位安装孔。

所述的热屏顶的中心设有圆形孔，其端面设有悬浮加热丝定位安装孔及发射体定位安装孔，在发射体定位安装孔的底部端面上设有环形凸台。

所述的热屏支撑的中心设有阴极管定位安装孔，其一端的端面上设有发射体定位安装孔，发射体瓷定位安装孔底部端面上设有与阴极管出气端相配合的环形台阶孔。

阴极管通过挤压安装在热屏支撑的阴极管定位安装孔内，加热丝支撑陶瓷通过挤压安装在阴极管出气端发射体定位安装孔的外壁上。

热屏顶及热屏支撑分别固定安装在热屏筒的两端，发射体安装在热屏筒内，发射体的一端顶在热屏顶上的发射体定位安装孔内的底部端面上，发射体定位安装孔底部端面上的环形凸台嵌入到发射体端面的环形槽内，发射体的另一端顶在阴极管中发射体定位安装孔内的底部端面上。