本實(shí)用新型涉及真空加工技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種電子源器件。

背景技術(shù)：

電子源器件普遍應(yīng)用在真空加工領(lǐng)域，其主要作用是在真空環(huán)境中產(chǎn)生持續(xù)的自由電子。經(jīng)過(guò)一系列的電場(chǎng)磁場(chǎng)作用控制電子空間分布，高能電子與物體作用能產(chǎn)生巨大的熱能，對(duì)材料表面進(jìn)行包括熔解在內(nèi)的熱處理。電子源能使真空環(huán)境處于電子云狀態(tài)，有效中和空間的正電荷，防止正電荷導(dǎo)致的打火放電。

傳統(tǒng)的電子源器件是通過(guò)在燈絲兩端加上數(shù)伏電壓，產(chǎn)生10A以上的電流。電流產(chǎn)生的高溫使金屬表面能產(chǎn)生大量自由電子。通過(guò)對(duì)燈絲加熱產(chǎn)生高溫，連續(xù)工作數(shù)小時(shí)燈絲就燒斷，傳統(tǒng)的電子源器件存在使用壽命短的缺點(diǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

基于此，有必要針對(duì)上述問(wèn)題，提供一種可提高使用壽命的電子源器件。

一種電子源器件，包括射頻電源、射頻感抗匹配網(wǎng)絡(luò)、起輝維持極、射頻線圈、絕緣電離腔體和正離子收集極，

所述射頻感抗匹配網(wǎng)絡(luò)連接所述射頻電源和所述射頻線圈，所述絕緣電離腔體罩設(shè)于所述正離子收集極，且與所述正離子收集極圍合形成絕緣電離腔室；所述絕緣電離腔體開(kāi)設(shè)有發(fā)射孔，所述起輝維持極開(kāi)設(shè)有與所述發(fā)射孔對(duì)應(yīng)的通孔；所述正離子收集極開(kāi)設(shè)有用于通入惰性氣體的進(jìn)氣通道，以及連通所述進(jìn)氣通道和所述絕緣電離腔室之間的惰性氣體供氣孔，所述射頻線圈套設(shè)于所述絕緣電離腔體外側(cè)。

上述電子源器件，射頻電源通過(guò)感抗匹配網(wǎng)絡(luò)調(diào)制后，輸出功率加載到射頻線圈上，使絕緣電離腔室內(nèi)形成電磁場(chǎng)，起輝維持極維持電子源器件內(nèi)部保持電離工作狀態(tài)。通過(guò)射頻線圈產(chǎn)生電磁場(chǎng)使惰性氣體電離，產(chǎn)生自由電子并通過(guò)發(fā)射孔射出，正離子收集極用于收集絕緣電離腔室內(nèi)的正離子，防止正離子導(dǎo)致的打火放電。將射頻電源作為電子源器件的驅(qū)動(dòng)電源，無(wú)需燈絲加熱，無(wú)耗材，工作時(shí)間超過(guò)1000小時(shí)以上，且對(duì)散熱要求低，提高了電子源器件的使用壽命。

附圖說(shuō)明

圖1為一實(shí)施例中電子源器件的結(jié)構(gòu)剖面圖；

圖2為一實(shí)施例中電子源器件的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為一實(shí)施例中電子源器件的原理圖。

具體實(shí)施方式

在一個(gè)實(shí)施例中，一種電子源器件，適用于真空氣化沉積和金屬3D打印中的真空加工。如圖1-3所示，該電子源器件包括射頻電源A、射頻感抗匹配網(wǎng)絡(luò)B、起輝維持極110、射頻線圈130、絕緣電離腔體140和正離子收集極150。本實(shí)施例中射頻電源A為頻率13.56M赫茲的電源。

射頻感抗匹配網(wǎng)絡(luò)B連接射頻電源A和射頻線圈130，絕緣電離腔體140罩設(shè)于正離子收集極150，且與正離子收集極150圍合形成絕緣電離腔室。絕緣電離腔體140開(kāi)設(shè)有發(fā)射孔，起輝維持極110開(kāi)設(shè)有與發(fā)射孔對(duì)應(yīng)的通孔。正離子收集極150開(kāi)設(shè)有用于通入惰性氣體的進(jìn)氣通道，以及連通進(jìn)氣通道和絕緣電離腔室之間的惰性氣體供氣孔160，射頻線圈130套設(shè)于絕緣電離腔體140外側(cè)。

電子源器件安裝在高真空環(huán)境，惰性氣體通過(guò)正離子收集極150的進(jìn)氣通道和惰性氣體供氣孔160進(jìn)入絕緣電離腔室。射頻電源A通過(guò)感抗匹配網(wǎng)絡(luò)B調(diào)制后，輸出功率加載到射頻線圈130上，使絕緣電離腔室內(nèi)形成電磁場(chǎng)，起輝維持極110維持電子源器件內(nèi)部保持電離工作狀態(tài)。通過(guò)射頻線圈130產(chǎn)生電磁場(chǎng)使惰性氣體電離，產(chǎn)生自由電子并通過(guò)發(fā)射孔射出，正離子收集極150用于收集絕緣電離腔室內(nèi)的正離子，防止正離子導(dǎo)致的打火放電。

在一個(gè)實(shí)施例中，如圖1和圖2所示，正離子收集極150包括底座和凸出設(shè)置于底座的突出部，進(jìn)氣通道貫穿底座和突出部，突出部開(kāi)設(shè)有連通進(jìn)氣通道和絕緣電離腔室之間的惰性氣體供氣孔160。通過(guò)突出部?jī)?nèi)的進(jìn)氣通道導(dǎo)入惰性氣體，使惰性氣體直接進(jìn)入絕緣電離腔室中部，有利于惰性氣體在絕緣電離腔室內(nèi)擴(kuò)散，提高惰性氣體分布均勻性，從而提高電離效率。

在一個(gè)實(shí)施例中，惰性氣體供氣孔160開(kāi)設(shè)于突出部遠(yuǎn)離底座的一端，使得惰性氣體更深入絕緣電離腔室中部，可進(jìn)一步提高惰性氣體分布均勻性，從而提高電離效率。進(jìn)一步地，突出部為圓柱形，惰性氣體供氣孔160均勻分布于突出部遠(yuǎn)離底座一端的外周。在突出部遠(yuǎn)離底座一端的外周均勻布設(shè)多個(gè)惰性氣體供氣孔160，同樣可提高惰性氣體導(dǎo)入絕緣電離腔室后的分布均勻性，提高了電離效率。

在一個(gè)實(shí)施例中，射頻線圈130均勻套設(shè)于絕緣電離腔體140外側(cè)，使絕緣電離腔室內(nèi)的電磁場(chǎng)更均勻，同樣提高了電離效率。

在一個(gè)實(shí)施例中，絕緣電離腔體140為圓柱形腔體，發(fā)射孔設(shè)置于絕緣電離腔體140遠(yuǎn)離正離子收集極150的一端的中部。將發(fā)射孔設(shè)置在絕緣電離腔體140遠(yuǎn)離正離子收集極150的中部位置，便于分布在絕緣電離腔室內(nèi)的自由電子通過(guò)，提高了電子發(fā)射效率。

在一個(gè)實(shí)施例中，繼續(xù)參照?qǐng)D1和圖2，電子源器件還包括罩設(shè)于絕緣電離腔體140和射頻線圈130的屏蔽外殼120，屏蔽外殼120開(kāi)設(shè)有與發(fā)射孔對(duì)應(yīng)的通孔。利用屏蔽外殼120進(jìn)行屏蔽，避免外界因素對(duì)惰性氣體的電離造成干擾，提高了電離穩(wěn)定性和可靠性。

在一個(gè)實(shí)施例中，如圖3所示，電子源器件還包括連接正離子收集極150的正離子收集極電源C?？蓪⒄娮邮占娫碈根據(jù)要求調(diào)整到工作需要的數(shù)值，對(duì)正離子收集極150進(jìn)行供電。此外，電子源器件還包括連接起輝維持極110的起輝維持極電源D。通過(guò)調(diào)整起輝維持電源D，起輝后使起輝維持極110保持電流穩(wěn)定，從而保證電子源內(nèi)部保持電離工作狀態(tài)。具體地，正電子收集電源C的正極接地，正電子收集電源C的負(fù)極連接正離子收集極150。起輝維持電源D的正極連接起輝維持極110，起輝維持電源D的負(fù)極連接正電子收集電源C的負(fù)極。通過(guò)正離子收集極電源C和起輝維持電源D對(duì)正離子收集極150和起輝維持極110進(jìn)行調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)工藝參數(shù)簡(jiǎn)單穩(wěn)定可調(diào)，提高了操作便利性。

上述電子源器件，射頻電源通過(guò)感抗匹配網(wǎng)絡(luò)調(diào)制后，輸出功率加載到射頻線圈上，使絕緣電離腔室內(nèi)形成電磁場(chǎng)。起輝維持極維持電子源器件內(nèi)部保持電離工作狀態(tài)。通過(guò)射頻線圈產(chǎn)生電磁場(chǎng)使惰性氣體電離，產(chǎn)生自由電子并通過(guò)發(fā)射孔射出，正離子收集極用于收集絕緣電離腔室內(nèi)的正離子，防止正離子導(dǎo)致的打火放電。將射頻電源作為電子源器件的驅(qū)動(dòng)電源，無(wú)需燈絲加熱，無(wú)耗材，工作時(shí)間超過(guò)1000小時(shí)以上，且對(duì)散熱要求低，提高了電子源器件的使用壽命。

以上所述實(shí)施例的各技術(shù)特征可以進(jìn)行任意的組合，為使描述簡(jiǎn)潔，未對(duì)上述實(shí)施例中的各個(gè)技術(shù)特征所有可能的組合都進(jìn)行描述，然而，只要這些技術(shù)特征的組合不存在矛盾，都應(yīng)當(dāng)認(rèn)為是本說(shuō)明書記載的范圍。

以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本實(shí)用新型的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對(duì)實(shí)用新型專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本實(shí)用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。因此，本實(shí)用新型專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。