[實用新型]用于脈沖氫閘流管中的鋁酸鹽鋇鎢陰極結構

有效

• 申請號: 201320088643.7
• 申請日: 2013-02-27
• 公開（公告）號: CN203134746U
• 公開（公告）日: 2013-08-14
• 發明（設計）人: 周亮
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第十二研究所
• 主分類號: H01J23/04
• 分類號: H01J23/04
• 代理公司: 工業和信息化部電子專利中心 11010
• 代理人: 李勤媛

技術領域

本實用新型屬于電子器件領域，特別涉及到一種用于脈沖氫閘流管中的鋁酸鹽鋇鎢陰極結構。

背景技術

目前國內用于脈沖氫閘流管的陰極多數是采用鎳海綿氧化物陰極，這個陰極組合件的結構如圖1所示。這是已有技術中的一種典型結構，這類陰極的工作溫度為1100K～1200K，發射效率為100～250mA/W；所采用的普遍結構為間熱式結構，即陰極作為獨立部件，陰極的溫度靠單獨的陰極熱子提供加熱功率進行溫升。

這種脈沖氫閘流管峰值電流指標參數普遍為5kA以下，平均電流參數普遍為5A以下。隨著各個整機單位整機指標的提高，對脈沖氫閘流管這種起開關元器件作用的要求也隨之提高。鎳海綿氧化物陰極無法很好的滿足整機參數的要求，所以需要在脈沖氫閘流管中采用新型的高性能陰極，才能使元器件滿足整機使用的要求。

發明內容

本實用新型需要解決的技術問題是，針對已有技術中脈沖氫閘流管的性能參數無法滿足用戶要求，需要重新開發一種用于脈沖氫閘流管中的鋁酸鹽鋇鎢陰極結構以提高器件參數性能。

本實用新型的目的在于提供一種脈沖氫閘流管中的鋁酸鹽鋇鎢陰極結構，為了滿足整機對脈沖氫閘流管這種開關元器件技術指標的要求，就需要解決鋁酸鹽鋇鎢陰極在脈沖氫閘流管中的應用問題。為了實現本實用新型的目的，所采用的技術方案如下，一種用于脈沖氫閘流管中的鋁酸鹽鋇鎢陰極結構，包括一個圓柱筒形的鋁酸鹽鋇鎢陰極，陰極中心處裝有陰極熱子，其特征在于,陰極外圍設有兩層同軸的屏蔽筒，靠近陰極的第一層為鉬質屏蔽網筒，第二層為鎳質熱屏蔽筒；筒狀陰極下部設有鉬質陰極緊固件和連接陰極的鉬支持桿，最下部為陰極支架。

鋁酸鹽鋇鎢陰極在脈沖氫閘流管中的成功運用，使得脈沖氫閘流管的電流技術指標達到新的層次，峰值電流從之前的5kA～10kA達到現在的10kA～50kA，平均電流指標從5A提高到25A。滿足了整機使用的要求。這是因為鋁酸鹽鋇鎢陰極工作溫度為1300K～1500K（K是絕對溫度溫標，等同于攝氏溫標里的℃，T（K)=t（℃）+273.15），比普通的鎳海綿氧化物陰極要高200K～300K，而已知技術中脈沖氫閘流管典型結構存在大量的鎳材質零件，當使用鎳海綿氧化物陰極的時候，不需要考慮鎳材質零件的蒸發，但使用鋁酸鹽鋇鎢陰極則需要考慮這一因素，因為200K～300K的溫度升高使得鎳材質零件在該溫度下具有較高的蒸氣壓，而金屬鎳容易使陰極中毒造成陰極發射能力的下降乃至失效，所以鋁酸鹽鋇鎢陰極在閘流管中應用一方面要使陰極達到需要的工作溫度，另一方面要使陰極芯柱中的其他材料不在蒸發溫度范圍內。熱在物體之間的傳輸主要有以下三種方式：熱輻射、熱傳導和熱對流。由于脈沖氫閘流管工作氣壓一般為數十帕，屬于低氣壓狀態工作，所以熱對流可以忽略不計。

由于鋁酸鹽鋇鎢陰極是通過緊固的方式固定在陰極托盤上的，所以在陰極軸向存在與其他零件的接觸，在熱量傳遞方面存在熱傳導這種方式，在設計中，采用熱傳導效率相對較低、高溫下強度較好的鉬材質零件作為緊固陰極的零件，由于普通的接觸電阻焊接已經不能對具有一定強度的鉬零件進行焊接，為了陰極裝架的簡便，采用螺母與螺桿的緊固方式。在緊固件與陰極支架（材料為純鎳）的連接上采用鉬材質的支持桿且在支持桿的中部通過車加工方式減細，縮小其外徑尺寸，這樣可以降低熱向陰極支架的傳送以減少鎳的升溫。

由于工作過程中陰極具有1300K～1500K的高溫，在陰極徑向存在熱輻射。而與陰極同軸分布了數層熱屏，熱屏材料均為鎳，最近的一層熱屏距離陰極為10mm，按照陰極工作溫度1500K計算，距離10mm處的熱屏溫度達到1340K左右，該溫度下鎳材料具有較高的蒸氣壓，形成鎳金屬蒸汽，鎳金屬蒸汽會造成陰極發射性能的急劇下降乃至失效。所以在陰極與第一層熱屏之間做了一次創新的改進，通過工藝手段加裝一層鉬的屏蔽網，屏蔽網上通過光刻的手段腐蝕出7872個的孔，通過屏蔽網可以將陰極輻射的熱反射51%對陰極進行二次加熱直至動態平衡，并且該屏蔽網可以保證電子的透過。

通過上述手段可以保證在鋁酸鹽鋇鎢陰極具有較高工作溫度的同時，又能確保周圍環境的陰極芯柱中的鎳材質零件在1200K以下，不會造成陰極中毒。

附圖說明

圖1為脈沖氫閘流管中傳統的陰極結構；

圖2為本實用新型中采用的脈沖氫閘流管鋁酸鹽鋇鎢陰極結構。

具體實施方式

參照圖1，表示脈沖氫閘流管中傳統的陰極結構。參照圖2，表示本實用新型中采用的脈沖氫閘流管鋁酸鹽鋇鎢陰極結構，圖中1為圓柱形的鋁酸鹽鋇鎢陰極，它的外圍設有兩層屏蔽筒，靠近圓柱筒形陰極的第一層為屏蔽網筒2，它由金屬鉬制成，第二層為鎳質熱屏筒3，筒狀陰極中心處裝有熱子4，陰極下部設有緊固件5和連接陰極的支持桿6，在支持桿中部通過車加工方式減細了徑向尺寸，降低了熱量向陰極支架的傳送，以減少鎳的升溫。