一種熱發(fā)射陰極的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供一種熱發(fā)射陰極，包括U形的熱絲，陰極基金屬的一端與該熱絲的U形的底部中央連接，該陰極基金屬表面涂覆有發(fā)射物質(zhì)；本實(shí)用新型熱發(fā)射陰極針對某些特殊結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)尺寸小的毫米波段超高頻電真空器件提供了適用的熱陰極，既能保證陰極基金屬無磁性且具有較高的機(jī)械強(qiáng)度，又能實(shí)現(xiàn)發(fā)射物質(zhì)的均勻涂覆及與基金屬的牢固附著，也具備合格的電子發(fā)射能力。
【專利說明】一種熱發(fā)射陰極

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型屬于超高頻電真空器件陰極制造領(lǐng)域，涉及一種熱發(fā)射陰極。 技術(shù)背景
[0002] 超高頻電真空器件是雷達(dá)整機(jī)系統(tǒng)中產(chǎn)生超高頻電磁波信號的核心器件，陰極是 為超高頻電真空器件提供電子發(fā)射源的關(guān)鍵部件，為確保超高頻電真空器件所需的高密度 電子發(fā)射，目前均采用熱發(fā)射陰極，即通過對陰極發(fā)射體加熱而獲得穩(wěn)定的高密度電子發(fā) 射；從大的分類看，熱陰極包括兩種類型：氧化物陰極和鋇鎢陰極，氧化物陰極是以鎳或含 鎳合金作為基金屬，以三元碳酸鹽(碳酸鋇、碳酸鈣、碳酸鍶）作為發(fā)射物質(zhì)的熱陰極，工作 溫度750°C左右，鋇鎢陰極是以鎢作為基金屬，以鋁酸鹽、鈧酸鹽或鎢酸鹽作為發(fā)射物質(zhì)的 熱陰極，工作溫度1050°C左右；熱陰極發(fā)射體由基金屬和發(fā)射物質(zhì)組成，基金屬是發(fā)射物 質(zhì)的載體，而且對發(fā)射物質(zhì)起激活作用，是陰極整體的一部分，對陰極的發(fā)射性能和工作壽 命發(fā)揮著重要作用，氧化物陰極的發(fā)射物質(zhì)是用噴涂的方法附著在基金屬上，而鋇鎢陰極 的發(fā)射物質(zhì)是加熱熔化后浸漬到基金屬上；雖然這兩種陰極在超高頻電真空器件中均得到 廣泛應(yīng)用，但在某些特殊結(jié)構(gòu)或毫米波段超高頻電真空器件中，由于陰極部件尺寸很小，要 求基金屬無導(dǎo)磁性且具有一定強(qiáng)度，若采用鎳基氧化物陰極，則無法滿足這一要求；若采用 鋇鎢陰極又無法進(jìn)行發(fā)射物質(zhì)的浸漬及發(fā)射面的精密加工。 實(shí)用新型內(nèi)容
[0003] 本實(shí)用新型的目的是提供一種熱發(fā)射陰極，以解決針對某些特殊結(jié)構(gòu)或毫米波段 超高頻電真空器件結(jié)構(gòu)尺寸小，無法采用傳統(tǒng)方法制造的單螺旋或雙螺旋結(jié)構(gòu)的熱發(fā)射陰 極的問題。
[0004] 本實(shí)用新型技術(shù)方案如下：一種熱發(fā)射陰極，包括U形的熱絲，陰極基金屬的一端 與該熱絲的U形的底部中央連接，該陰極基金屬上涂覆有發(fā)射物質(zhì)。
[0005] 本實(shí)用新型熱發(fā)射陰極采用無導(dǎo)磁性的鎢錸合金作為陰極基金屬材料和熱絲材 料，該熱絲采用U形結(jié)構(gòu)代替單螺旋或雙螺旋結(jié)構(gòu)，并與該陰極基金屬熔焊在一起，具有加 熱效率高，占據(jù)空間小的特點(diǎn)，同時(shí)采用三元碳酸鹽作為陰極發(fā)射物質(zhì)，通過電泳的方法將 發(fā)射物質(zhì)涂覆在基金屬上，降低了陰極的工作溫度，既能保證陰極基金屬無磁性且具有較 高的機(jī)械強(qiáng)度，又能實(shí)現(xiàn)發(fā)射物質(zhì)的均勻涂覆及與基金屬的牢固附著，也具備合格的電子 發(fā)射能力，從而為某些特殊結(jié)構(gòu)或毫米波段超高頻電真空器件提供了適用的熱陰極；其工 作溫度在500°C?800°C之間，連續(xù)發(fā)射密度最高可達(dá)到218mA/cm2。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0006] 圖1為本實(shí)用新型的主視圖。
[0007] 圖2為圖1的仰視圖。
[0008] 圖中：1、熱絲；2、陰極基金屬；3、發(fā)射物質(zhì)。

【具體實(shí)施方式】
[0009] 下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0010] 如圖1所示，本實(shí)用新型熱發(fā)射陰極包括u形的熱絲1，陰極基金屬2的一端與該 熱絲1的U形的底部中央連接，該陰極基金屬2表面涂覆有發(fā)射物質(zhì)3。
[0011] 本實(shí)用新型還提供了一種上述熱發(fā)射陰極的制作方法：首先將直徑為〇. 〇45mm? 0. 055mm的鎢錸合金絲（WRe25)通過精密繞絲機(jī)密繞在矩形鑰制芯桿上，把繞著鎢錸合 金絲的矩形鑰制芯桿放進(jìn)氫氣爐高溫定型，定型溫度1030°C?1070°C，定型時(shí)間4min? 6min，用慢走絲線切割機(jī)床將矩形鑰制芯桿沿芯桿的縱向切斷，使芯桿成為兩部分，每部分 芯桿上的鎢錸合金絲（WRe25)相應(yīng)成為U形，即得U形的熱絲1，然后將作為陰極基金屬 2的鎢錸合金箔（WRe5)的一端與U形的熱絲1的底部中央進(jìn)行精密激光點(diǎn)焊形成陰極熱 絲組件，該鎢錸合金箔的寬度為〇· 018mm?0· 022mm、高度為0· 054mm?0· 066mm、長度為 0. 9mm?1. 1_，最后，將焊接好的組件中的陰極基金屬2部分放在三元碳酸鹽懸濁液中電 泳約l〇s，使得三元碳酸鹽涂覆厚度為0. 005mm?0. 01mm，若未達(dá)到要求，可將組件放入60W 超聲波清洗機(jī)中洗掉發(fā)射物質(zhì)后重新電泳涂覆，直至達(dá)到所需涂覆厚度。
[0012] 使用時(shí)，通過熱絲1對陰極基金屬2進(jìn)行加熱，當(dāng)溫度達(dá)到500°C?800°C之間時(shí)， 激活陰極基金屬2上的發(fā)射物質(zhì)3,從而進(jìn)行持續(xù)發(fā)射電子。
【權(quán)利要求】
1. 一種熱發(fā)射陰極，包括熱絲（1)和陰極基金屬（2)，陰極基金屬（2)上涂覆有發(fā)射物 質(zhì)（3)，其特征在于：所述熱絲（1)為U形，陰極基金屬（2)的一端與熱絲（1)的U形的底部 中央連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱發(fā)射陰極，其特征在于：所述發(fā)射物質(zhì)（3)的厚度為 0. 005mm ?0. 01mm。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱發(fā)射陰極，其特征在于：所述熱絲（1)的直徑為0. 045mm? 0. 055mm〇
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱發(fā)射陰極，其特征在于：所述陰極基金屬（2)的寬度為 0· 018臟?0· 022臟、高度為0· 054臟?0· 066臟、長度為0· 9臟?1. 1臟。
【文檔編號】H01J1/22GK203839330SQ201420205394
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2014年4月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月25日
【發(fā)明者】孫海勇, 牛文斗 申請人:甘肅虹光電子有限責(zé)任公司