[發(fā)明專利]銫束管用電子倍增器的二次發(fā)射體的制作方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201811014920.3
• 申請日: 2018-08-31
• 公開（公告）號: CN109346390A
• 公開（公告）日: 2019-02-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳奎;余靜;邱葉紅;米偉光
• 申請（專利權(quán)）人: 湖北漢光科技股份有限公司
• 主分類號: H01J9/12
• 分類號: H01J9/12;H01J43/04;G04F5/14
• 代理公司: 武漢開元知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 42104
• 代理人: 王和平

本發(fā)明涉及銫原子鐘領(lǐng)域，公開了一種銫束管用電子倍增器的二次發(fā)射體的制作方法，以金屬銀作為基體材料，以金屬鎂作為活性物質(zhì)，熔煉制得銀鎂合金，然后將銀鎂合金進行真空退火處理，再放入真空設(shè)備中升溫，充入氧氣、二氧化碳或水蒸氣中的一種，待銀鎂合金冷卻至室溫后，再次將真空設(shè)備抽真空，當真空壓力小于等于5×10^?2Pa后，升溫至350℃～550℃，然后充入50Pa～500Pa氧氣，再將銀鎂合金冷卻至室溫，即在銀鎂合金表面制得MgO膜，制成二次發(fā)射體。本發(fā)明銫束管用電子倍增器的二次發(fā)射體的制作方法，使制得的MgO膜更加致密和牢固，同時改善MgO膜的晶體結(jié)構(gòu)，使裝配此二次發(fā)射體的電子倍增器能滿足銫束管長時間連續(xù)使用的要求和銫束管的壽命要求。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及銫原子鐘領(lǐng)域，具體涉及一種銫束管用電子倍增器的二次發(fā)射體的制作方法。

背景技術(shù)

目前磁選態(tài)銫原子鐘所用的銫信號檢測銫束管內(nèi)的電子倍增器的二次發(fā)射體都是用基金屬附著一層MgO(氧化鎂)膜形成的，現(xiàn)有MgO膜的制作通常有用兩種方法，第一種方法是使用銀鎂合金在真空中升溫氧化使其表面自然生成MgO膜，第二種方法是在真空中利用磁控濺射的方法在基金屬上生成MgO膜。

但目前使用的這兩種方法制作的MgO膜二次發(fā)射體的二次發(fā)射系數(shù)都不穩(wěn)定，隨著使用時間的增加，二次發(fā)射系數(shù)下降過快，其裝配的電子倍增器不能滿足銫束管長時間連續(xù)使用的要求，更達不到銫束管的壽命要求，并且第二種方法不僅設(shè)備復(fù)雜，還要求操作人員具有專業(yè)技術(shù)水平和較強的操作能力，目前只在實驗室和研究所進行制作。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是針對上述技術(shù)的不足，提供一種銫束管用電子倍增器的二次發(fā)射體的制作方法，使制得的MgO膜更加致密和牢固，同時改善MgO膜的晶體結(jié)構(gòu)，使裝配此二次發(fā)射體的電子倍增器能滿足銫束管長時間連續(xù)使用的要求和銫束管的壽命要求。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所設(shè)計的銫束管用電子倍增器的二次發(fā)射體的制作方法，包括如下步驟：

A)以金屬銀作為基體材料，以金屬鎂作為活性物質(zhì)，熔煉制得銀鎂合金；

B)將所述步驟A)中熔煉好的銀鎂合金進行真空退火處理；

C)將所述步驟B)中處理好的銀鎂合金放入真空設(shè)備中升溫，然后充入氧氣、二氧化碳或水蒸氣中的一種；

D)將所述步驟C)中的銀鎂合金冷卻至室溫后，再次將真空設(shè)備抽真空，當真空壓力小于等于5×10^-2Pa后，升溫至350℃～550℃，然后充入50Pa～500Pa氧氣，再將銀鎂合金冷卻至室溫，即在銀鎂合金表面制得MgO膜，制成二次發(fā)射體，通過二次升溫氧化，進一步強化了MgO膜的致密性和牢固，改善了MgO膜的晶體結(jié)構(gòu)。

優(yōu)選地，所述步驟D)中，當升溫至350℃～550℃后，保持10分鐘～5小時后再充入氧氣。

優(yōu)選地，所述步驟D)中，充入氧氣后，保持1小時～12小時后，再將銀鎂合金冷卻至室溫。

優(yōu)選地，所述步驟A)中銀鎂合金中鎂的質(zhì)量占比為1％～20％。

優(yōu)選地，所述步驟B)中退火溫度為400℃～450℃，真空壓力小于等于1×10^-3Pa，退火時間為30分鐘～60分鐘。

優(yōu)選地，所述步驟B)中將熔煉好的銀鎂合金進行真空退火處理后，使用酒精或丙酮進行清洗。

優(yōu)選地，所述步驟C)中真空設(shè)備在升溫前的真空壓力小于等于1×10^-3Pa，真空設(shè)備在45分鐘～90分鐘內(nèi)升溫至660℃～720℃，升溫完成后保溫3分鐘～5分鐘，然后充入5×10^-1Pa～1×10^-3Pa的氧氣、二氧化碳或水蒸氣中的一種，保持5分鐘～15分鐘后降溫。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點：