CN109030518B - 一种适用于电子致解吸产额测试装置的可替代电子源 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种适用于电子致解吸产额测试装置的可替代电子源，包括陶瓷连接管、真空室、阴极丝、陶瓷绝缘柱、电极及耐高压绝缘电极；陶瓷连接管的一端与真空室的侧面相连通，陶瓷连接管的另一端设置有密封法兰，密封法兰的侧面设置有用于放置样品的样品架；阴极丝及陶瓷绝缘柱位于真空室内，阴极丝的上端插入于陶瓷绝缘柱内，而后与电极的下端相连接，阴极丝正对所述样品；真空室内壁上施加有‑30～‑40V的偏压，样品架上施加有50～5000eV的偏压，该电子源能够替代电子枪实现电子致解吸产额的测试，并且结构简单，成本低，阴极丝更换较为方便。

Description

一种适用于电子致解吸产额测试装置的可替代电子源
技术领域
本发明涉及一种可替代电子源，具体涉及一种适用于电子致解吸产额测试装置的可替代电子源。
背景技术
电子致解吸产额测试装置在粒子加速器领域有着非常重要的应用价值。对于粒子加速器的真空系统设计而言，真空室材料和真空中使用的不同材料在电子轰击下的真空特性研究是非常重要的一个研究方面。通常，采用电子致解吸装置测试材料的电子致解吸产额，比较不同材料及不同材料表面处理方法对材料电子致解吸产额的影响。电子致解吸产额与材料的成分、材料的属性、材料的表面处理方式、材料的温度、材料在真空中的放置时间等因素紧密相关。一些新材料的电子致解吸产额研究亟需这类测试装置来进行相关测试与表征，测试结果可为新一代粒子加速器真空系统设计提供关键计算参数。由于电子致解吸产额测试装置的成本比较高，目前材料的电子致解吸产额数据比较少，且市场上没有专用的电子致解吸产额测试装置，开发低成本高效率的电子致解吸产额测试装置迫在眉睫。对于小样品电子致解吸产额的测试而言，通常采用电子枪对样品表面进行轰击处理，电子枪是电子致解吸产额的核心部件。电子枪结构比较复杂，由于电子枪中阴极丝的寿命一般为几百个小时，其维修通常需要好几个月的时间，且电子枪本身价格昂贵，为了降低成本，发明人提出一种适用于电子致解吸产额测试装置的可替代电子源。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种适用于电子致解吸产额测试装置的可替代电子源，该电子源能够替代电子枪实现电子致解吸产额的测试，并且结构简单，成本低，阴极丝更换较为方便。
为达到上述目的，本发明所述的适用于电子致解吸产额测试装置的可替代电子源包括陶瓷连接管、真空室、阴极丝、陶瓷绝缘柱、电极及耐高压绝缘电极；
陶瓷连接管的一端与真空室的侧面相连通，陶瓷连接管的另一端设置有密封法兰，密封法兰的侧面设置有用于放置样品的样品架，且样品架与密封法兰(6)之间通过耐高压绝缘电极进行绝缘；
阴极丝及陶瓷绝缘柱位于真空室内，阴极丝的上端插入于陶瓷绝缘柱内，而后与电极的下端相连接，阴极丝正对所述样品。
真空室内壁上施加有-30～-40V的偏压，样品架上施加有50～5000V的偏压。
样品为圆形或者方形片状结构，且样品的直径为10～36mm或者长度和宽度均不超过25mm。
真空室内的压强小于等于10-8mbar。
阴极丝为双阴极丝，且阴极丝的材质为钇或者钨。
阴极丝上施加有2.5～3.5A的电流，阴极丝上施加有3～5V的电压，阴极丝上的电势为+30V。
密封法兰上施加有0～20V的偏压。
阴极丝产生的电子束入射到样品表面的电流为0.018～1.020A，所述电子束在样品表面形成的束斑直径为6～22mm。
本发明具有以下有益效果：
本发明所述的适用于电子致解吸产额测试装置的可替代电子源在具体操作时，向真空室内壁上施加-30～-40V的偏压，样品架上施加50～5000V的偏压，通过电极向阴极丝提供电能，阴极丝产生的电子束在偏压的作用下完成对样品的轰击，以达到替代电子枪完成电子致解吸产额测试的目的，结构较为简单，更换较为方便，时间短，测试效率高。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
其中，1为电极、2为陶瓷绝缘柱、3为阴极丝、4为陶瓷连接管、5为样品、6为密封法兰、7为真空室。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
参考图1，本发明所述的适用于电子致解吸产额测试装置的可替代电子源包括陶瓷连接管4、真空室7、阴极丝3、陶瓷绝缘柱2、电极1及耐高压绝缘电极；陶瓷连接管4的一端与真空室7的侧面相连通，陶瓷连接管4的另一端设置有密封法兰6，密封法兰6的侧面设置有用于放置样品5的样品架，样品架与密封法兰6之间通过耐高压绝缘电极进行绝缘；阴极丝3及陶瓷绝缘柱2位于真空室7内，阴极丝3的上端插入于陶瓷绝缘柱2内，而后与电极1的下端相连接，阴极丝3正对所述样品5；真空室7内壁上施加有-30～-40V的偏压，样品架上施加有50～5000V的偏压，密封法兰6上施加有0～20V的偏压。
样品5为圆形或者方形片状结构，且样品5的直径为10～36mm或者长/宽度不超过25mm；真空室7内的压强小于等于10-8mbar。
阴极丝3为双阴极丝，且阴极丝3的材质为钇或者钨；阴极丝3上施加有2.5～3.5A的电流，阴极丝3上施加有3～5V的电压，阴极丝3上的电势为+30V。阴极丝3产生的电子束入射到样品5表面的电流为0.018～1.020A，所述电子束在样品5表面形成的束斑直径为6～22mm。
本发明在具体使用时，可以根据所需的测试条件选择合适的偏压、束斑直径及入射到样品5表面的电流，以满足电子致解吸产额的测试要求，其中，样品架上的偏压通过密封法兰6上耐高压绝缘电极提供。

Claims (7)

1.一种适用于电子致解吸产额测试装置的可替代电子源，其特征在于，包括陶瓷连接管(4)、真空室(7)、阴极丝(3)、陶瓷绝缘柱(2)、电极(1)及耐高压绝缘电极；
陶瓷连接管(4)的一端与真空室(7)的侧面相连通，陶瓷连接管(4)的另一端设置有密封法兰(6)，密封法兰(6)的侧面设置有用于放置样品(5)的样品架，且样品架与密封法兰(6)之间设置有耐高压绝缘电极，通过耐高压绝缘电极对样品架施加偏压；
阴极丝(3)及陶瓷绝缘柱(2)位于真空室(7)内，阴极丝(3)的上端插入于陶瓷绝缘柱(2)内，阴极丝(3)经过陶瓷绝缘柱(2)与电极(1)的下端相连接，阴极丝(3)正对所述样品(5)；
真空室(7)的内壁上施加有-30～-40V的偏压，样品架上施加有50～5000V的偏压。
2.根据权利要求1所述的适用于电子致解吸产额测试装置的可替代电子源，其特征在于，样品(5)为圆形片状结构，且样品(5)的直径为10～36mm；或者样品(5)为方形片状结构，且样品(5)的边长小于等于25mm。
3.根据权利要求1所述的适用于电子致解吸产额测试装置的可替代电子源，其特征在于，真空室(7)内的压强小于等于10-8mbar。
4.根据权利要求1所述的适用于电子致解吸产额测试装置的可替代电子源，其特征在于，阴极丝(3)为双阴极丝，且阴极丝(3)的材质为钇或者钨。
5.根据权利要求1所述的适用于电子致解吸产额测试装置的可替代电子源，其特征在于，阴极丝(3)上施加有2.5～3.5A的电流，阴极丝(3)上施加有3～5V的电压，阴极丝(3)上的电势为+30V。
6.根据权利要求1所述的适用于电子致解吸产额测试装置的可替代电子源，其特征在于，密封法兰(6)上施加有0～20V的偏压。
7.根据权利要求1所述的适用于电子致解吸产额测试装置的可替代电子源，其特征在于，阴极丝(3)产生的电子束入射到样品(5)表面的电流为0.018～1.020A，所述电子束在样品(5)表面形成的束斑直径为6～22mm。
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