CN211656492U - 大功率电子与离子的等离子体源 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种大功率电子与离子的等离子体源，包括：空心阴极主体、可拆卸空心阴极部分、可拆卸陶瓷管、阳极、永磁体、发射阴极主体、可拆卸发射阴极部分及加速电极；所述空心阴极主体、可拆卸空心阴极部分及可拆卸陶瓷管共同形成空心阴极；所述发射阴极主体与可拆卸发射阴极部分过盈配合共同形成发射阴极。本实用新型更易更换空心阴极易损件，提高了空心阴极的工作寿命，通过更换空心阴极中可拆卸部分，可减少空心阴极材料的损耗，改进了永磁体的冷却性能和相关组件的运行稳定性，增加了等离子体浓度、提高了电子束功率。
Description
技术领域
本实用新型涉及电子与离子束的制备，可用于加速器制造领域，特别提供一种大功率电子与离子的等离子体源。
背景技术
现有的电子与离子的等离子体源是利用一个永磁体和一个小型的等离子体燃烧室来获得等离子体，从而限制了等离子体的浓度以及电子与等离子体源的功率。电子与离子的等离子体源在大功率的情况下长时间工作会不断磨损空心阴极孔洞，使其放大，从而影响等离子源的工作稳定性。由于空心阴极为易损件，这就需要其更换操作越简单越好，而现有的电子与离子的等离子体源的空心阴极更换操作较复杂。电子与离子的等离子体源在长时间大功率的环境下会使等离子体源过热，从而导致其工作稳定性下降。电子与离子的等离子体的发射阴极一旦损坏需要更换整个发射阴极组件。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种大功率电子与离子的等离子体源，可有效的解决上述问题。
本实用新型的技术方案是：大功率电子与离子的等离子体源，包括：空心阴极主体1、可拆卸空心阴极部分3、可拆卸陶瓷管4、阳极5、永磁体6、发射阴极主体9、可拆卸发射阴极部分10及加速电极12；所述空心阴极主体1设有中心孔，其中心孔上段形成进气通道2，下段为阶梯孔，所述可拆卸陶瓷管4为上端向外翻折的T形管体结构，所述可拆卸空心阴极部分3套设于可拆卸陶瓷管4外部，所述可拆卸空心阴极部分3外表面通过与空心阴极主体1阶梯孔螺纹配合将可拆卸陶瓷管4压入固定在空心阴极主体1阶梯孔中，所述空心阴极主体1、可拆卸空心阴极部分3及可拆卸陶瓷管4共同形成空心阴极；所述阳极5位于空心阴极主体1下方，所述阳极5为中空结构，其中空位置形成等离子体燃烧室7，所述可拆卸空心阴极部分3与可拆卸陶瓷管4下端整体插入到等离子体燃烧室7内部，所述永磁体6嵌入到阳极5下部的环形槽内；所述发射阴极主体9位于阳极5下方，所述发射阴极主体9中心设有阶梯孔，所述可拆卸发射阴极部分10为T形结构，其中心设有发射孔11，所述可拆卸发射阴极部分10设于发射阴极主体9的阶梯孔内，所述发射阴极主体9与可拆卸发射阴极部分10过盈配合共同形成发射阴极；所述加速电极12位于发射阴极主体9下方，所述加速电极12设有中心孔。
优选的，所述空心阴极主体1、可拆卸空心阴极部分3、可拆卸陶瓷管4、阳极5、永磁体6、发射阴极主体9、可拆卸发射阴极部分10及加速电极12为具有同一垂直中心轴的旋转体，在电子枪上按该垂直中心轴装配。
优选的，所述永磁体6数量为2个，2个永磁体6上下排列布置。
优选的，所述等离子体燃烧室7容积为2cm3。
优选的，所述空心阴极主体1为磁性钢性材料。
优选的，所述可拆卸空心阴极部分3为磁性钢性材料。
优选的，所述可拆卸陶瓷管4为Al2O3或ZrO2或LaB6。
优选的，所述阳极5为无氧铜材料。
优选的，所述发射阴极主体9为磁性钢性材料。
优选的，所述可拆卸发射阴极部分10为磁性钢性材料。
本实用新型具有以下有益的效果：
本实用新型通过把等离子体燃烧室容积从1.2cm3扩大到2cm3，增加了等离子体浓度、电子束功率从3kW提高到了6kW；通过空心阴极中安装可拆卸陶瓷管可有效提高空心阴极的工作稳定性；空心阴极中的磁性钢性材料的可拆卸空心阴极部分可随意拆卸，使空心阴极易损件的更换更简单；阳极材料由无氧铜制成，可快速将等离子体中的热量转移到冷却液中，将等离子体燃烧室中的热量快速排出，可有效提高永磁体运行的稳定性；永磁体的稳定运行可有效提高电子束的参数及稳定发射；通过更换可拆卸空心阴极部分，可减少空心阴极材料的损耗。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
图中：1、空心阴极主体；2、进气通道；3、可拆卸空心阴极部分；4、可拆卸陶瓷管；5、阳极；6、永磁体；7、等离子体燃烧室；8、等离子体；9、发射阴极主体；10、可拆卸发射阴极部分；11、发射孔；12、加速电极；13、电子束。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细描述。
如图1所示，大功率电子与离子的等离子体源，包括：空心阴极主体1、可拆卸空心阴极部分3、可拆卸陶瓷管4、阳极5、永磁体6、发射阴极主体9、可拆卸发射阴极部分10及加速电极12。
空心阴极主体1设有中心孔，其中心孔上段形成进气通道2，下段为阶梯孔，可拆卸陶瓷管4为上端向外翻折的T形管体结构，可拆卸空心阴极部分3套设于可拆卸陶瓷管4外部，可拆卸空心阴极部分3外表面通过与空心阴极主体1阶梯孔螺纹配合将可拆卸陶瓷管4压入固定在空心阴极主体1阶梯孔中，空心阴极主体1、可拆卸空心阴极部分3及可拆卸陶瓷管4共同形成空心阴极。
阳极5位于空心阴极主体1下方，阳极5为中空结构，其中空位置形成等离子体燃烧室7，等离子体燃烧室7容积为2cm3，可拆卸空心阴极部分3与可拆卸陶瓷管4下端整体插入到等离子体燃烧室7内部，永磁体6数量为2个，上下排列布置嵌入到阳极5下部的环形槽内。
发射阴极主体9位于阳极5下方，发射阴极主体9中心设有阶梯孔，可拆卸发射阴极部分10为T形结构，其中心设有发射孔11，可拆卸发射阴极部分10设于发射阴极主体9的阶梯孔内，发射阴极主体9与可拆卸发射阴极部分10过盈配合共同形成发射阴极。
加速电极12位于发射阴极主体9下方，加速电极12设有中心孔。
空心阴极主体1、可拆卸空心阴极部分3、可拆卸陶瓷管4、阳极5、永磁体6、发射阴极主体9、可拆卸发射阴极部分10及加速电极12为具有同一垂直中心轴的旋转体，在电子枪上按该垂直中心轴装配。
其中，空心阴极主体1、可拆卸空心阴极部分3、发射阴极主体9及可拆卸发射阴极部分10均为磁性钢性材料，可拆卸陶瓷管4为Al2O3或ZrO2或LaB6，阳极5为无氧铜材料。
本实用新型的工作原理如下：
工作气体(空气，氦气，氩气)通过进气通道2进入空心阴极，空心阴极和阳极5间反复放电使气体在等离子体燃烧室7中燃烧并形成等离子体8。在阳极5中安装有两个永磁体6，离子体燃烧室7体积由1.2cm3增加至2cm3。在等离子体燃烧室7内存在纵向磁场和横向电场，磁场由永磁体6提供，电场由空心阴极，阳极5和发射阴极主体9三个电极提供。等离子体8中的电子经过可拆卸发射阴极部分10的发射孔11进入加速电极12的加速电场被加速后离开等离子体源。空心阴极是可拆卸的，这使得更换易损件更简单容易。通过拧开可拆卸空心阴极部分3，很容易更换磨损的可拆卸的陶瓷管4。阳极5由无氧铜制成，它能有效快速的将热量转移到冷却热中，可防止永磁体温度过热。永磁体6的稳定性可保证等离子体源的稳定运行。发射阴极是可拆卸的，磨损后将可拆卸发射阴极部分10更换即可，可减少材料的损耗。
上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.大功率电子与离子的等离子体源，其特征在于，包括：空心阴极主体(1)、可拆卸空心阴极部分(3)、可拆卸陶瓷管(4)、阳极(5)、永磁体(6)、发射阴极主体(9)、可拆卸发射阴极部分(10)及加速电极(12)；所述空心阴极主体(1)设有中心孔，其中心孔上段形成进气通道(2)，下段为阶梯孔，所述可拆卸陶瓷管(4)为上端向外翻折的T形管体结构，所述可拆卸空心阴极部分(3)套设于可拆卸陶瓷管(4)外部，所述可拆卸空心阴极部分(3)外表面通过与空心阴极主体(1)阶梯孔螺纹配合将可拆卸陶瓷管(4)压入固定在空心阴极主体(1)阶梯孔中，所述空心阴极主体(1)、可拆卸空心阴极部分(3)及可拆卸陶瓷管(4)共同形成空心阴极；所述阳极(5)位于空心阴极主体(1)下方，所述阳极(5)为中空结构，其中空位置形成等离子体燃烧室(7)，所述可拆卸空心阴极部分(3)与可拆卸陶瓷管(4)下端整体插入到等离子体燃烧室(7)内部，所述永磁体(6)嵌入到阳极(5)下部的环形槽内；所述发射阴极主体(9)位于阳极(5)下方，所述发射阴极主体(9)中心设有阶梯孔，所述可拆卸发射阴极部分(10)为T形结构，其中心设有发射孔(11)，所述可拆卸发射阴极部分(10)设于发射阴极主体(9)的阶梯孔内，所述发射阴极主体(9)与可拆卸发射阴极部分(10)过盈配合共同形成发射阴极；所述加速电极(12)位于发射阴极主体(9)下方，所述加速电极(12)设有中心孔。
2.按照权利要求1所述的大功率电子与离子的等离子体源，其特征在于，所述空心阴极主体(1)、可拆卸空心阴极部分(3)、可拆卸陶瓷管(4)、阳极(5)、永磁体(6)、发射阴极主体(9)、可拆卸发射阴极部分(10)及加速电极(12)为具有同一垂直中心轴的旋转体。
3.按照权利要求1所述的大功率电子与离子的等离子体源，其特征在于，所述永磁体(6)数量为2个，2个永磁体(6)上下排列布置。
4.按照权利要求1所述的大功率电子与离子的等离子体源，其特征在于，所述等离子体燃烧室(7)容积为2cm3。
5.按照权利要求1所述的大功率电子与离子的等离子体源，其特征在于，所述空心阴极主体(1)为磁性钢性材料。
6.按照权利要求1所述的大功率电子与离子的等离子体源，其特征在于，所述可拆卸空心阴极部分(3)为磁性钢性材料。
7.按照权利要求1所述的大功率电子与离子的等离子体源，其特征在于，所述可拆卸陶瓷管(4)为Al2O3或ZrO2或LaB6。
8.按照权利要求1所述的大功率电子与离子的等离子体源，其特征在于，所述阳极(5)为无氧铜材料。
9.按照权利要求1所述的大功率电子与离子的等离子体源，其特征在于，所述发射阴极主体(9)为磁性钢性材料。
10.按照权利要求1所述的大功率电子与离子的等离子体源，其特征在于，所述可拆卸发射阴极部分(10)为磁性钢性材料。
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| CN202020826582.XU CN211656492U (zh) | 2020-05-18 | 2020-05-18 | 大功率电子与离子的等离子体源 |
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| CN211656492U true CN211656492U (zh) | 2020-10-09 |
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| CN202020826582.XU Active CN211656492U (zh) | 2020-05-18 | 2020-05-18 | 大功率电子与离子的等离子体源 |
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| CN (1) | CN211656492U (zh) |
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2020
- 2020-05-18 CN CN202020826582.XU patent/CN211656492U/zh active Active
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