CN212874415U - 一种阴极间热式热子 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种阴极间热式热子，包括热子盘和热子非公共端，所述热子盘表面有至少两个U型通孔，所述U型通孔由盘心至外围套叠排布，U型通孔的周长依次递增，相邻两个U型通孔的开口位置方向相反，U型通孔之间的间隙从盘心由内至外辐射曲折延伸，形成一个从内至外的电流通路，增大了热子盘的表面积，从而增大热子的加热效率；所述热子盘盘心向下延展部内设有螺纹通孔，与热子非公共端顶端螺杆相配合，热子盘与热子非公共端连接组成完整的间热式热子。所述热子盘上的每两段相邻U型通孔之间开有多个工艺通孔，进一步增大热子盘的表面积。

Description

一种阴极间热式热子

技术领域

本实用新型涉及大型动态真空电子设备，具体涉及一种阴极间热式热子的结构。

背景技术

阴极广泛应用于电子分析、离子注入、离子镀膜、材料处理、核物理科学和技术研究等设备中。在军事上，阴极是各类真空微波电子器件、真空微光夜视器件、真空红外成像器件和真空紫外成像器件的心脏。同时，在工业和医疗等设备中，利用阴极作为发射源的X光管、像增强器、加速管和显示器起到了非常重要的作用。在科学研究中，各类分析仪器、电子束加工、电子束曝光、电子束蒸发等设备中，阴极也是不可或缺的关键部件。

六硼化镧阴极具有发射电流密度大、抗中毒和耐离子轰击能力强、材料蒸发率小、寿命长等诸多优点，在现有的各种阴极中，六硼化镧阴极是一种理想的电子源，特别适用于大发射电流工作条件的大型设备中。

六硼化镧阴极在大型加速器、核物理科学和技术研究、电子束加热、电子束熔炼、电子束镀膜等具有广泛的用途。长期以来，人们在用于小发射电流的六硼化镧阴极的研发做了大量的研发工作，并获得了成功应用，取得了很好的结果。但是，在需要达到数十、数百或数千安培的强流大发射六硼化镧阴极研发方面，目前有尚未突破技术难题：

因为六硼化镧阴极的工作温度较高，正常工作温度达到1500～1600℃，大发射面积需要大的加热功率，其加热难度很大；且六硼化镧材料的电阻率很小，不能采用直热式加热方法。

实用新型内容

为解决大面积六硼化镧阴极加热难度大的问题，满足市场对大发射电流阴极的需求，本实用新型提供了一种阴极间热式热子。

本实用新型通过下述技术方案实现：

一种阴极间热式热子，包括热子盘和热子非公共端，所述热子盘表面有至少两个U型通孔，所述U型通孔由盘心至外围套叠排布，U型通孔的周长依次递增，相邻两个U型通孔的开口位置方向相反，U型通孔之间的间隙从盘心由内至外辐射曲折延伸，形成一个从内至外的电流通路，增大了热子盘的表面积，从而增大热子的加热效率；所述热子非公共端与热子盘盘心连接。

所述热子盘上的每两段相邻U型通孔之间开有多个工艺通孔，减少了热子横截面积，增加了热子电阻，降低了加热电流。

在上述技术方案的基础上，优选的：所述U型通孔为优弧型通孔，优弧型通孔为多个同心圆弧，弧长由内至外依次递增，相邻优弧型通孔的端部朝向位置相反，形成一个扇形排布区。

在上述技术方案的基础上，优选的：所述U型通孔为一边开口的矩形通孔，一边开口的矩形即缺少一条边的矩形。一边开口的矩形通孔由盘心至外围套叠同心排布，一边开口的矩形通孔的周长依次递增，相邻两个一边开口的矩形通孔的开口位置方向相反，相邻两个一边开口的矩形的相领边互相平行，一边开口的矩形通孔之间的间隙从盘心由内至外辐射曲折延伸，形成一个从内至外的电流通路。

在上述技术方案的基础上，进一步的有：所述热子盘盘心向下延展部内设有螺纹通孔，与热子非公共端顶端螺杆相配合，热子盘与热子非公共端连接组成完整的间热式热子。

所述热子盘为石墨材质，热子非公共端为金属钼材质；由于石墨材质很脆，热子非公共端采用金属钼材质，通过将热子分体为热子盘和热子非公共端两部分，可以保证热子的可靠性、节省材料以及降低加工难度。

在上述技术方案的基础上，进一步的有：所述热子盘下端连接有若干热子支撑杆，热子支撑杆通过端部螺杆连接热子盘上的连接孔。所述热子支撑杆为金属钼材质，各热子支撑杆间无直接接触。所述热子支撑杆和热子非公共端通过凸部卡紧在阴极支撑板上，阴极支撑板为绝缘陶瓷材质，热子支撑杆底部还设有热子支撑杆卡环，进一步固定热子支撑杆。

本实用新型与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

1、通过将热子形状设计成热子盘的形式，方便对大面积发射体进行间热式加热，使热子与阴极体实现良好的热传递，热子盘采用高纯石墨材质，通过巧妙的通孔设计，解决了六硼化镧阴极加热难度很大的问题。

2、通过对热子做出热子盘和热子非公共端的分体式设计，并且使用不同的材料加工，保证了热子的可靠性、节省材料以及降低加工难度。

2、通过金属的热子支撑杆与陶瓷材质的阴极支撑板与热子的配合，为热子盘提供了可靠的支撑，确保热子盘结构在阴极中的实用性。

附图说明

结合附图，可以得到对本实用新型实施例的进一步理解，从本实用新型的权利要求和优选实施例的以下描述可以获得本实用新型的其它特征和优点。在不超出本实用新型的范围的情况下，在这种情况下可以按任何期望的方式将图中所示的不同实施例的单独特征加以组合。在附图中：

图1为本实用新型的热子盘俯视图示意图；

图2为本实用新型的热子结构剖面图；

图3为本实用新型的热子支撑杆、阴极支撑板与热子的配合关系剖面图。

附图标记说明：3-热子盘，4-热子支撑杆，9-阴极支撑板，14-热子非公共端，16-U型通孔，17-工艺通孔，18-连接孔。

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本实用新型作进一步的详细说明，本实用新型的示意性实施方式及其说明仅用于解释本实用新型，并不作为对本实用新型的限定。

实施例1：

如图1所示，在本实施例中，一种阴极间热式热子，包括热子盘3和热子非公共端14，所述热子盘3表面有至少两个U型通孔16，所述U型通孔16为优弧型通孔，优弧型通孔为多个同心圆弧，弧长由内至外依次递增，相邻优弧型通孔的端部朝向位置相反，形成一个扇形排布区，优弧型通孔之间的间隙从盘心由内至外辐射曲折延伸，形成一个从内至外的电流通路，增大了热子盘3的表面积，从而增大热子的加热效率；所述热子非公共端14与热子盘3盘心连接。

所述热子盘3上的每两段相邻U型通孔16之间开有多个工艺通孔17，减少了热子横截面积，增加了热子电阻，降低了加热电流。

如图2所示，所述热子盘3盘心向下延展部内设有螺纹通孔，与热子非公共端14顶端螺杆相配合，热子盘3与热子非公共端14连接组成完整的间热式热子。

所述热子盘3为石墨材质，热子非公共端14为金属钼材质；由于石墨材质很脆，热子非公共端14采用金属钼材质，通过将热子分体为热子盘3和热子非公共端14两部分，可以保证热子的可靠性、节省材料以及降低加工难度。

如图3所示，所述热子盘3下端连接有若干热子支撑杆4，热子支撑杆4通过端部螺杆连接热子盘3上的连接孔18。所述热子支撑杆4为金属钼材质，各热子支撑杆4间无直接接触。所述热子支撑杆4和热子非公共端14通过凸部卡紧在阴极支撑板9上，热子支撑杆4底部还设有热子支撑杆卡环19，进一步固定热子支撑杆4，阴极支撑板9为绝缘陶瓷材质。

实施例2：

在实施例1的基础上，优选的，所述U型通孔16为一边开口的矩形通孔，一边开口的矩形即缺少一条边的矩形。一边开口的矩形通孔由盘心至外围套叠同心排布，一边开口的矩形通孔的周长依次递增，相邻两个一边开口的矩形通孔的开口位置方向相反，相邻两个一边开口的矩形的相领边互相平行，一边开口的矩形通孔之间的间隙从盘心由内至外辐射曲折延伸，形成一个从内至外的电流通路。

结合上述实施例，可以看出，本实用新型通过将热子形状设计成热子盘3的形式，方便对大面积发射体进行间热式加热，使热子与发射体实现良好的热传递，热子盘3采用高纯石墨材质，通过巧妙的通孔设计，解决了六硼化镧阴极加热难度很大的问题；通过对热子做出热子盘3和热子非公共端14的分体式设计，并且使用不同的材料加工，保证了热子的可靠性、节省材料以及降低加工难度；通过金属的热子支撑杆4与陶瓷材质的阴极支撑板9与热子的配合，为热子盘3提供了可靠的支撑，确保热子盘3结构在阴极中的实用性。

以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种阴极间热式热子，其特征在于，包括热子盘(3)和热子非公共端(14)，所述热子盘(3)表面有至少两个U型通孔(16)，所述U型通孔(16)由盘心至外围套叠排布，U型通孔(16)的周长依次递增，相邻两个U型通孔(16)的开口位置方向相反，U型通孔(16)之间的间隙从盘心由内至外辐射曲折延伸；所述热子非公共端(14)与热子盘(3)盘心连接。

2.根据权利要求1所述的一种阴极间热式热子，其特征在于，所述热子盘(3)上的每两段相邻U型通孔(16)之间开有多个工艺通孔(17)。

3.根据权利要求1所述的一种阴极间热式热子，其特征在于，所述U型通孔(16)为优弧型通孔，优弧型通孔为多个同心圆弧，弧长由内至外依次递增，相邻优弧型通孔的端部朝向位置相反，形成一个扇形排布区。

4.根据权利要求1所述的一种阴极间热式热子，其特征在于，所述U型通孔(16)为一边开口的矩形通孔，一边开口的矩形通孔由盘心至外围套叠同心排布，一边开口的矩形通孔的周长依次递增，相邻两个一边开口的矩形通孔的开口位置方向相反，相邻两个一边开口的矩形的相领边互相平行，一边开口的矩形通孔之间的间隙从盘心由内至外辐射曲折延伸，形成一个从内至外的电流通路。

5.根据权利要求1所述的一种阴极间热式热子，其特征在于，所述热子盘(3)盘心向下延展部内设有螺纹通孔，与热子非公共端(14)顶端螺杆相配合，热子盘(3)与热子非公共端(14)连接组成完整的间热式热子。

6.根据权利要求4所述的一种阴极间热式热子，其特征在于，所述热子盘(3)下端连接有若干热子支撑杆(4)，热子支撑杆(4)通过端部螺杆连接热子盘(3)上的连接孔(18)。

7.根据权利要求6所述的一种阴极间热式热子，其特征在于，所述热子支撑杆(4)和热子非公共端(14)通过凸部卡紧在阴极支撑板(9)上，热子支撑杆(4)底部还设有热子支撑杆卡环(19)，进一步固定热子支撑杆(4)。

8.根据权利要求1所述的一种阴极间热式热子，其特征在于，所述热子盘(3)为石墨材质。

9.根据权利要求1所述的一种阴极间热式热子，其特征在于，所述热子非公共端(14)为金属钼材质。

10.根据权利要求6所述的一种阴极间热式热子，其特征在于，所述热子支撑杆(4)为金属钼材质，阴极支撑板(9)为绝缘陶瓷材质。

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