一種碳納米管場(chǎng)致發(fā)射電子源總成的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種碳納米管場(chǎng)致發(fā)射電子源總成，尤其是電子源的組成結(jié)構(gòu)與場(chǎng)發(fā)射薄膜的制備。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，在真空電子器件，例如:電離真空計(jì)、X光儀器、質(zhì)譜儀等中，廣泛應(yīng)用熱燈絲發(fā)射電子源。但是傳統(tǒng)的熱燈絲發(fā)射電子束存在能耗高、穩(wěn)定性差并且容易導(dǎo)致器件內(nèi)氣體成分的改變等諸多不利于實(shí)際應(yīng)用的因素。而場(chǎng)致電子發(fā)射具有響應(yīng)迅速、功耗低、放氣低、熱效應(yīng)小等特點(diǎn)，是克服熱發(fā)射電子源缺陷的優(yōu)良替代技術(shù)。碳納米管作為一種優(yōu)異的場(chǎng)發(fā)射材料，具有發(fā)射電場(chǎng)低、電流密度大、真空性能好等優(yōu)點(diǎn)。
[0003]現(xiàn)有的基于碳納米管場(chǎng)致發(fā)射的真空電子器件，許多采用焊接或者粘接的方法來(lái)組建電子源結(jié)構(gòu)，采取這些方法易于導(dǎo)致器件在實(shí)際應(yīng)用中較大的放氣及碳納米管發(fā)射表面的損壞，縮短器件的使用壽命。而放氣率高會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)成分的變化，直接影響器件的工作性能。同時(shí)，優(yōu)化的電子源結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能夠有效利用CNT場(chǎng)發(fā)射的優(yōu)勢(shì)、降低發(fā)射電壓、提高發(fā)射電流密度。所以，設(shè)計(jì)一種可靠?jī)?yōu)化的結(jié)構(gòu)對(duì)碳納米管場(chǎng)致發(fā)射電子源器件的應(yīng)用具有重要的價(jià)值。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點(diǎn)和不足，而提供一種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，減少結(jié)構(gòu)放氣、使用壽命長(zhǎng)的碳納米管場(chǎng)致發(fā)射電子源總成。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是包括有陶瓷底座、正極螺栓接線柱、負(fù)極螺栓接線柱、碳納米管陰極板、金屬網(wǎng)陽(yáng)極和陶瓷片，所述的陶瓷底座上設(shè)置有上下連通并與負(fù)極螺栓接線柱螺紋連接配合的第一螺紋連接孔，所述的碳納米管陰極板位于陶瓷底座的上端，碳納米管陰極板的下端支撐設(shè)置于正極螺栓接線柱上端面上，且該碳納米管陰極板與正極螺栓接線柱電連接，所述的碳納米管陰極板的上端依次設(shè)置有陶瓷片、金屬網(wǎng)陽(yáng)極和金屬導(dǎo)電片，所述的陶瓷片的中心設(shè)置有陶瓷片開口窗，所述的金屬導(dǎo)電片上設(shè)置有與陶瓷片開口窗相對(duì)應(yīng)的金屬導(dǎo)電片開口窗，金屬導(dǎo)電片、金屬網(wǎng)陽(yáng)極、陶瓷片和陶瓷底座上縱向同軸設(shè)置有與正極螺栓接線柱穿配定位的正極連接孔，所述的正極螺栓接線柱的頭端依次穿過(guò)金屬導(dǎo)電片、金屬網(wǎng)陽(yáng)極、陶瓷片和陶瓷底座上的正極連接孔，并通過(guò)正極固定螺母將正極螺栓接線柱的頭端鎖定。
[0006]進(jìn)一步設(shè)置是所述的陶瓷底座的上端設(shè)置有陶瓷環(huán)座，該陶瓷環(huán)座的中央設(shè)置與碳納米管陰極板嵌配的定位孔，所述的陶瓷片的下方支撐設(shè)置于該碳納米管陰極板上。
[0007]進(jìn)一步設(shè)置是所述的第一螺紋連接孔設(shè)置于陶瓷底座的中央，所述的金屬導(dǎo)電片、金屬網(wǎng)陽(yáng)極、陶瓷片和陶瓷底座上的正極連接孔有四道，且該四道正極連接孔呈四角對(duì)稱設(shè)置于第一螺紋連接孔的外圍。
[0008]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是:
[0009]本發(fā)明的電子源采用全螺紋固定連接結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可反復(fù)使用、免焊接、免粘膠，由此可以極大地減少因焊接或者粘膠而產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)放氣，改善電子源的工作性能并提高電子源的使用壽命。該電子源可應(yīng)用于超高真空中，通過(guò)對(duì)電子源器件各部分進(jìn)行總裝后即可安置應(yīng)用于各種環(huán)境器件中，操作簡(jiǎn)便、性能穩(wěn)定。場(chǎng)發(fā)射陰極性能衰減后可拆卸更換，并保持發(fā)射性能穩(wěn)定一致。本設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)具有發(fā)射電壓低、使用中放氣低等優(yōu)勢(shì)，在高真空測(cè)量、大電流器件等真空電子器件中具有較好的應(yīng)用價(jià)值。
[0010]下面結(jié)合說(shuō)明書附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步介紹。
【附圖說(shuō)明】
[0011]圖1本實(shí)用新型【具體實(shí)施方式】立體圖；
[0012]圖2本實(shí)用新型【具體實(shí)施方式】仰視圖；
[0013]圖3為圖2的A-A剖視圖；
[0014]圖4為本實(shí)用新型【具體實(shí)施方式】的結(jié)構(gòu)分解圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面通過(guò)實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行具體的描述，只用于對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步說(shuō)明，不能理解為對(duì)本實(shí)用新型保護(hù)范圍的限定。
[0016]如圖1-4所示的本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】，包括有陶瓷底座1、正極螺栓接線柱2、負(fù)極螺栓接線柱3、碳納米管陰極板4、金屬網(wǎng)陽(yáng)極5和陶瓷片6。
[0017]本實(shí)施例碳納米管陰極板4的制備是采用陽(yáng)極化金屬基底上CVD直接生長(zhǎng)碳納米管技術(shù)。首先將金屬片基底在草酸或其它酸中陽(yáng)極化適當(dāng)?shù)臅r(shí)間，從而使得金屬片表面變得粗糙，獲得呈顆粒狀的表面形貌，陽(yáng)極化工藝見圖四所示。隨后再將金屬基底放置于熱化學(xué)氣相沉積系統(tǒng)中，以乙炔為碳源，氬氣為保護(hù)氣，在高溫下從金屬基底表面生長(zhǎng)出碳納米管。
[0018]另外，本實(shí)施例所述的陶瓷底座I上設(shè)置有上下連通并與負(fù)極螺栓接線柱3螺紋連接配合的第一螺紋連接孔11，所述的碳納米管陰極板4位于陶瓷底座I的上端，碳納米管陰極板4的下端支撐設(shè)置于正極螺栓接線柱3上端面上，且該碳納米管陰極板4與正極螺栓接線柱電4連接，所述的碳納米管陰極板4的上端依次設(shè)置有陶瓷片6、金屬網(wǎng)陽(yáng)極5和金屬導(dǎo)電片8，本實(shí)施例所述的陶瓷片6的厚度為100微米，本實(shí)施例所述的陶瓷片6的中心設(shè)置有陶瓷片開口窗61，所述的金屬導(dǎo)電片8上設(shè)置有與陶瓷片開口窗61相對(duì)應(yīng)的金屬導(dǎo)電片開口窗81，通電狀態(tài)下，電子源從碳納米管陰極板4激發(fā)并通過(guò)該陶瓷片開口窗61向金屬網(wǎng)陽(yáng)極5方向移動(dòng)，并從金屬導(dǎo)電片開口窗81飛出。
[0019]另外，本實(shí)施例金屬導(dǎo)電片8、金屬網(wǎng)陽(yáng)極5、陶瓷片6和陶瓷底座I上縱向同軸設(shè)置有與正極螺栓接線柱穿配定位的正極連接孔，所述的正極螺栓接線柱2的頭端依次穿過(guò)金屬導(dǎo)電片8、金屬網(wǎng)陽(yáng)極5、陶瓷片6和陶瓷底座I上的正極連接孔，并通過(guò)正極固定螺母21將正極螺栓接線柱2的頭端鎖定。
[0020]另外，本實(shí)施例所述的陶瓷底座I的上端設(shè)置有陶瓷環(huán)座9，該陶瓷環(huán)座9的中央設(shè)置與碳納米管陰極板嵌配的定位孔91，所述的陶瓷片6的下方支撐設(shè)置于碳納米管陰極板4上。本實(shí)施例所述的第一螺紋連接孔11設(shè)置于陶瓷底座的中央，所述的金屬導(dǎo)電片8、金屬網(wǎng)陽(yáng)極5、陶瓷片6和陶瓷底座I上的正極連接孔有四道，且該四道正極連接孔呈四角對(duì)稱設(shè)置于第一螺紋連接孔11的外圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種碳納米管場(chǎng)致發(fā)射電子源總成，其特征在于:包括有陶瓷底座、正極螺栓接線柱、負(fù)極螺栓接線柱、碳納米管陰極板和金屬網(wǎng)陽(yáng)極，所述的陶瓷底座上設(shè)置有上下連通并與負(fù)極螺栓接線柱螺紋連接配合的第一螺紋連接孔，所述的碳納米管陰極板位于陶瓷底座的上端，碳納米管陰極板的下端支撐設(shè)置于正極螺栓接線柱上端面上，且該碳納米管陰極板與正極螺栓接線柱電連接，所述的碳納米管陰極板的上端依次設(shè)置有陶瓷片、金屬網(wǎng)陽(yáng)極和金屬導(dǎo)電片，所述的陶瓷片的中心設(shè)置有陶瓷片開口窗，所述的金屬導(dǎo)電片上設(shè)置有與陶瓷片開口窗相對(duì)應(yīng)的金屬導(dǎo)電片開口窗，金屬導(dǎo)電片、金屬網(wǎng)陽(yáng)極、陶瓷片和陶瓷底座上縱向同軸設(shè)置有與正極螺栓接線柱穿配定位的正極連接孔，所述的正極螺栓接線柱的頭端依次穿過(guò)金屬導(dǎo)電片、金屬網(wǎng)陽(yáng)極、陶瓷片和陶瓷底座上的正極連接孔，并通過(guò)正極固定螺母將正極螺栓接線柱的頭端鎖定。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種碳納米管場(chǎng)致發(fā)射電子源總成，其特征在于:所述的陶瓷底座的上端設(shè)置有陶瓷環(huán)座，該陶瓷環(huán)座的中央設(shè)置與碳納米管陰極板嵌配的定位孔，所述的陶瓷片的下方支撐設(shè)置于碳納米管陰極板上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種碳納米管場(chǎng)致發(fā)射電子源總成，其特征在于:所述的第一螺紋連接孔設(shè)置于陶瓷底座的中央，所述的金屬導(dǎo)電片、金屬網(wǎng)陽(yáng)極、陶瓷片和陶瓷底座上的正極連接孔有四道，且該四道正極連接孔呈四角對(duì)稱設(shè)置于第一螺紋連接孔的外圍。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種碳納米管場(chǎng)致發(fā)射電子源總成，包括有陶瓷底座、正極螺栓接線柱、負(fù)極螺栓接線柱、碳納米管陰極板、金屬網(wǎng)陽(yáng)極和陶瓷片，所述的陶瓷底座上設(shè)置有上下連通并與負(fù)極螺栓接線柱螺紋連接配合的第一螺紋連接孔，所述的碳納米管陰極板位于陶瓷底座的上端，碳納米管陰極板的下端支撐設(shè)置于正極螺栓接線柱上端面上，且該碳納米管陰極板與正極螺栓接線柱電連接，所述的碳納米管陰極板的上端依次設(shè)置有陶瓷片、金屬網(wǎng)陽(yáng)極和金屬導(dǎo)電片，所述的陶瓷片的中心設(shè)置有陶瓷片開口窗，所述的金屬導(dǎo)電片上設(shè)置有與陶瓷片開口窗相對(duì)應(yīng)的金屬導(dǎo)電片開口窗。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理、拆裝方便、發(fā)射電壓低、放氣率低等，有效改善了電子源的工作性能和使用壽命。
【IPC分類】H01J1-304
【公開號(hào)】CN204596743
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520351410
【發(fā)明人】張建, 董長(zhǎng)昆
【申請(qǐng)人】溫州大學(xué)
【公開日】2015年8月26日
【申請(qǐng)日】2015年5月27日