[发明专利]一种用于发射电子束的混合无序碳纤维阴极的制备方法

摘要

一种用于发射电子束的混合无序碳纤维阴极的制备方法，属于阴极制备领域。采用的碳纤维为混合均匀的短切碳纤和碳纤维粉，短切碳纤维相互间的交叉与搭接可形成稳定的支撑结构；混合碳纤维粉能够增加阴极的发射尖端。制备时，首先对短切碳纤维进行分散，使其无序均匀，再加入适量碳纤维粉并均匀混合；然后添加粘结剂固化，得到阴极预制体；最后将阴极预制体进行碳化，得到碳纤维阴极。本发明整个制备工艺简单，可靠性高；该制备方法得到的阴极，碳纤维混合无序、分布均匀、表面平整，强度较好，该阴极表面烧蚀或阴极损坏后，不需更换阴极，将其表面层打磨后可重复使用；阴极在电子束发射过程中，不会影响抽真空，抗热震性好，发射的电子束束斑均匀。

主权项

1.一种用于发射电子束的混合无序碳纤维阴极的制备方法，其特征在于，该制备方法中采用的碳纤维为混合均匀的短切碳纤和碳纤维粉，短切碳纤维相互间的交叉与搭接可形成稳定的支撑结构，避免粘结剂碳化过程中失重从而引起整体“坍塌”；并混合其碳纤维粉，增加阴极的发射尖端；具体包括以下步骤：/n第一步，分散碳纤维/n在90～100℃、600～1200ml的去离子水中加入2～8g的分散剂，搅拌待分散剂完全溶解后静置，获得分散剂溶液，室温冷却；当分散剂溶液温度冷却至40℃时，再加入5～8g短切碳纤维和1～3g碳纤维粉，机械搅拌至碳纤维分散均匀；/n第二步，添加粘结剂/n将15～25g粘结剂与等质量的酒精混合后，搅拌至粘结剂完全溶解，得到质量分数50％的粘结剂溶液；将粘结剂溶液加入第一步得到的分散均匀的碳纤维中，搅拌至混合均匀，得到分散均匀的碳纤维粘结剂混合物；/n第三步，固化得到阴极预制体/n将第二步得到的碳纤维粘结剂混合物一次性倒入模具中，利用模具进行加压、脱水和定型；将模具放入真空干燥箱中，抽真空后升温至150℃，保温3h后停止加热；冷却至室温，卸掉模具，得到阴极预制体；/n第四步，碳化/n室温下，将阴极预制体放入真空管式炉中，抽真空后升温，当温度升至800～1000℃时保温10～30min后，最后温度冷却至室温，获得阴极，采用阴极进行脉冲电子束发射实验，轰击不锈钢靶材，单次脉冲电子束发射的能量充足，电子束束斑均匀。/n