[发明专利]电子管阴极结构

说明书

本发明涉及电子管阴极结构，更具体地说涉及高电流密度型电子管的阴极本体固定结构，它能防止电子管阴极本体因灯丝产生的热量而发生的形变及因电场聚集而造成灯丝的烧毁。

近来，电子管趋于做得具有较大的尺寸，且具有更高的亮度。为实现这一目的，对用于高电流密度型电子管的阴极进行了积极的研究。一般来说，阴极本体包括一个阴极帽16，阴极帽16具有电子发射材料17，电子发射材料17包括耐高温高热金属粉末，如钨(W)及氧化物如BaO,CaO或Al₂O₃，阴极本体还包括一个由耐高温高热金属粉末如钼(Mo)制成的中空的套筒11，及安装其内的灯丝15，如图1和图2所示。高电流密度型电子管的阴极需要的阴极电流密度大约为10A/cm²，要得到这样的电流密度，所需的工作温度大约为1000℃b(亮度温度)。特别地，由于需要大约1200℃b的相当高的激励温度，对阴极即显示出一定的不足之处，较高的激励温度增加了灯丝的功耗，阴极本体的形变及灯丝的烧毁。

为解决上述难题，图1和图2提出了一种阴极本体固定结构，它包括多个相隔的金属片或金属带13，它们与套筒11的下端部的外周围表面及阴极支承体12互连。借助这种结构当阴极本体的灯丝15加上额定电压时，灯丝的生热部分的温度即升到一个予定值，然后热量被传递到阴极帽16中电子发射材料17，使得电子发射材料的表面发射出予定密度的热电子，此时，由于热量使得灯丝迅速向位于阴极本体顶部的电子发射材料17膨胀，由于热量亦传递到套筒11，阴极本体的套筒11也向材料17膨胀。结果，将阴极本体与支承阴极本体的阴极支承体12相连的金属固定片13由于被传到那里的热量加热而产生形变。产生形变的原因在于灯丝15的热膨胀速度远大于套筒11和金属固定片13的热膨胀速度。

在阴极本体固定结构的现有技术中，由于套筒11和阴极支承体12之间的多个金属固定片13是横向相隔的设置的，从灯丝15向套筒传递的热量难以迅速地传导到阴极支承体，而是有效地传导到产生热电子的电子发射材料17。因此，灯丝加热的效率增加了，从而在某种程度上，有利于降低灯丝的功耗。

但是，现有的阴极本体固定结构也有不利之处，由于连接套筒和阴极支承体的金属固定片本身很软，当阴极本体的温度随着灯丝产生的热量而升到很高时，连接到套筒的固定片由于灯丝传递的热量所造成的套筒的热膨胀而倾向于易于变形。

此外，由于固定片的下端和套筒的下端的结合部分是不连续的而在套筒的外边缘形成突出部分，电场可以集中在突出的部分引起套筒和灯丝之间的放电，从而造成灯丝的烧毁。

考虑到现有技术存在的问题，本发明的目的在于改进将阴极本体固定到阴极支承体的结构，从而防止因高温而造成阴极本体的热变形，及由于灯丝工作中电场聚集造成灯丝的烧毁。

为取得上述目的，根据本发明的一个形式，提供了一种电子管的阴极结构，包括一个中空的，圆柱形的套筒，其内部装设有灯丝，其顶端设置有含有电子发射材料的阴极帽；一个中空的、圆柱形的阴极支承体用于支持套筒；及一个整体的支座，通过将其上部的环状边沿和下部的环状边沿分别与所述阴极支承体和所述套筒接合使所述套筒和所述阴极支承体相互连接，在其侧壁上具有多个用于防止热致形变超过一定限度的环状间隔的通孔。

图1是根据现有技术的电子管阴极本体固定结构的平面图；

图2为图1中沿A-A线的截面图；

图3为根据本发明的电子管阴极本体固定结构的平面图；

图4为图3中沿B-B线的截面图。

下面结合图3和图4详细描述本发明，其中图3是根据本发明的阴极本体固定结构的平面图，图4是沿图3中B-B线的截面图。

本发明的阴极结构的基本构造与现有技术相比，除用于将套筒1固定到阴极支承体2的装置以外，其余是相同的。根据本发明，如图3和图4所示使用了一个在侧壁上具有多个用于防止热致形变的环形间隔的通孔3a的整体的漏斗状支座3，取代现有技术中的多个金属固定片，以连接套筒1和阴极支承体2。标号6代表含有电子发射材料7的阴极帽。

更具体地说，整体的漏斗状支座3被设置在中空的，圆柱状阴极支承体2和中空的圆柱状套筒1之间，其中一部分插入支承体中，一端固定在套筒下端外边缘，另一端固定到阴极支承体的顶部。在支座3的周壁上形成的通孔3a起辐射灯丝5产生的热量的作用并在灯丝工作期间将热量传递到支座。每个通孔既可以是圆状亦可以是椭圆状。