[发明专利]一种间热式六硼化镧阴极

说明书

本发明公开了一种间热式六硼化镧阴极，包括至少两个六硼化镧阴极发射体单元，所述阴极发射体单元依次拼接连接并固定在发射体托盘上，发射体托盘为金属钼材质。所述阴极发射体单元为等宽条状结构，发射体托盘表面开设有与阴极发射体单元装配部相适配的燕尾槽，相邻燕尾槽的轴线之间的距离为阴极发射体单元的宽度，阴极发射体单元通过装配部固定在发射体托盘的燕尾槽上，各阴极发射体单元依次拼接。所述六硼化镧阴极还包括设置于发射体托盘下层的热子盘，所述热子盘表面有至少两个U型通孔，所述U型通孔由盘心至外围套叠排布，U型通孔的周长依次递增，相邻两个U型通孔的开口位置方向相反，U型通孔之间的间隙从盘心由内至外辐射曲折延伸。

技术领域

本发明涉及大型动态真空电子设备领域，具体涉及一种间热式六硼化镧阴极的结构。

背景技术

六硼化镧阴极广泛应用于电子分析、离子注入、离子镀膜、材料处理、核物理科学和技术研究等设备中。在军事上，阴极是各类真空微波电子器件、真空微光夜视器件、真空红外成像器件和真空紫外成像器件的心脏。同时，在工业和医疗等设备中，利用阴极作为发射源的X光管、像增强器、加速管和显示器起到了非常重要的作用。在科学研究中，各类分析仪器、电子束加工、电子束曝光、电子束蒸发等设备中，阴极也是不可或缺的关键部件。

六硼化镧阴极具有发射电流密度大、抗中毒和耐离子轰击能力强、材料蒸发率小、寿命长等诸多优点，在现有的各种阴极中，六硼化镧阴极是一种理想的电子源，特别适用于大发射电流工作条件的大型设备中。

六硼化镧阴极在大型加速器、核物理科学和技术研究、电子束加热、电子束熔炼、电子束镀膜等具有广泛的用途。长期以来，人们在用于小发射电流的六硼化镧阴极的研发做了大量的研发工作，并获得了成功应用，取得了很好的结果。但是，在需要达到数十、数百或数千安培的强流大发射六硼化镧阴极研发方面，目前尚未突破技术难题。这些难题主要包括：

1、大发射电流需要大发射面积，六硼化镧材料采用粉末冶金高温高压制备工艺制作而成，其属性为导电陶瓷，大面积六硼化镧发射体在高低温反复冲击下容易碎裂；

2、因为六硼化镧阴极的工作温度较高，正常工作温度达到1500～1600℃，大发射面积需要大的加热功率，其加热难度很大；且六硼化镧材料的电阻率很小，难以采用直热式加热方法。

3、六硼化镧发射体在高温下会和与其接触的难熔金属发生化学反应，导致基金属和六硼化镧阴极损坏。

发明内容

为解决现有的六硼化镧阴极发射电流小的问题，满足市场对大发射电流阴极的需求，本发明提供了一种间热式六硼化镧阴极。

本发明通过下述技术方案实现：

一种间热式六硼化镧阴极，包括含有阴极发射体和热子盘的阴极本体，发射体包括至少两个六硼化镧阴极发射体单元，六硼化镧阴极发射体单元的数量不超过10个；所述阴极发射体单元依次拼接连接并固定在发射体托盘上，形成完整的阴极发射体，发射体托盘为金属钼材质。

所述阴极发射体单元为等宽条状结构，发射体托盘表面开设有与阴极发射体单元装配部相适配的燕尾槽，燕尾槽轴线间互相平行，相邻燕尾槽的轴线之间的距离为阴极发射体单元的宽度，阴极发射体单元通过装配部固定在发射体托盘的燕尾槽上，各阴极发射体单元依次拼接，形成完整的大发射面阴极发射体，发射体的直径或宽度不超过100mm。

所述六硼化镧阴极还包括设置于发射体托盘下层的热子盘，热子盘为石墨材质，所述热子盘表面有至少两个U型通孔，所述U型通孔由盘心至外围套叠排布，U型通孔的周长依次递增，相邻两个U型通孔的开口位置方向相反，U型通孔之间的间隙从盘心由内至外辐射曲折延伸，形成一个从内至外的电流通路，增大了热子盘的表面积，从而增大热子的加热效率。

在上述技术方案的基础上，进一步的有：所述热子盘上的每两段相邻U型通孔之间设有多个工艺通孔，减少了热子横截面积，增加了热子电阻，降低了加热电流。