[發明專利]一種電子發射體及磁控管

在審

• 申請號: 201910131444.1
• 申請日: 2019-02-22
• 公開（公告）號: CN109830416A
• 公開（公告）日: 2019-05-31
• 發明（設計）人: 張洪剛
• 申請（專利權）人: 長沙魔豆智能科技有限公司
• 主分類號: H01J23/05
• 分類號: H01J23/05;H01J1/304
• 代理公司: 長沙德恒三權知識產權代理事務所(普通合伙) 43229
• 代理人: 丁茂林

本發明公開了一種電子發射體及磁控管，電子發射體，其特征在于，包括發射柱、金屬基底和碳纖維束；碳纖維束為多束，分散固定在金屬基底上；發射柱為圓柱體形，金屬基底貼附在發射柱的周向的外側壁上。該電子發射體結構簡單，易于實施，工作溫度。

技術領域

本發明涉及一種電子發射體及磁控管。

背景技術

磁控管作為一種結構小巧的微波發生器，是電能與微波能的核心換能設備。磁控管由陰極、發射體、高頻互作用腔、提取器等組成。發射體的主要作用是在外加電壓的施加下發射出高能電子，高能電子與高頻互作用腔發生諧振耦合作用后，實現電能到微波能的轉換。

磁控管的發射體是整管的心臟，其性能直接決定了磁控管的工作特性、使用條件和使用時間。常見的磁控管發射體由鎢、鉭、鉬、金屬氧化物、碳化釷鎢、鈀鋇合金等金屬材料制成，通小電流加熱到規定溫度后就具備電子發射能力，被稱為熱陰極發射體。熱陰極發射體在連續波磁控管中廣泛使用。熱陰極發射體的加熱電流一般在10安培量級，工作電壓一般在幾千伏至幾十千伏，工作電流一般也在10安培量級。當工作電壓達到幾十萬伏量級、工作電流達到幾千安培量級時，熱陰極發射體基本無法使用，會引發瞬間燒蝕和爆斷。

當工作電壓達到幾十萬伏量級、工作電流達到幾千安培量級時，科研人員提出采用天鵝絨材料代替金屬材料，不再通電流對其加熱，而是利于高電壓和大電流產生的瞬時超高能量直接激發出電子。采用天鵝絨材料的磁控管發射體被成為冷陰極發射體。天鵝絨作為一種非金屬材料，雖然具有電子發射閾值低、通流能力強的特點，但由于其材料和組成結構本身的限制，當反復受瞬時超高能量轟擊后，很快會形成局部燒蝕和脫絨現象，電子發射能力迅速下降，一般在100個脈沖左右就要進行更換，壽命十分有限，對實際使用產生嚴重影響。

因此，有必要設計一種電子發射體及磁控管。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種電子發射體及磁控管，該電子發射體及磁控管結構簡單，易于實施。

發明的技術解決方案如下：

一種電子發射體，包括發射柱、金屬基底和碳纖維束；

碳纖維束為多束，分散固定在金屬基底上；

發射柱為圓柱體形，金屬基底貼附在發射柱的周向的外側壁上。

金屬基底上設有多個圓孔；多個圓孔呈多行多列排布，每一個圓孔中插裝有一束所述的碳纖維束。

圓孔的直徑為0.6-0.8mm，相鄰的圓孔的中心間距為1.2～1.4mm。

圓孔的直徑為0.8mm，相鄰的圓孔的中心間距為1.4mm。

碳纖維束為多絲碳纖維束。

多絲碳纖維束采用由單絲直徑7um，電阻率1.6*10^-3Ω/cm³的6k碳纖維束制成。

發射柱的周向的外側壁上設有限位槽。

限位槽的深度為1～1.5mm。

限位槽的寬度為磁控管工作波長的1/3。

一種磁控管，包括前述的電子發射體。

有益效果：

本發明是針對現有磁控管，特別是在工作電壓幾十萬伏量級、工作電流幾千安培量級情況下運行時，發射體易燒蝕、壽命短的問題，提出基于碳纖維材料的一種大通流、長壽命電子發射體，達到高功率磁控管的穩定、高效和長時間運行的目的。

本發明設涉及的磁控管包括常規磁控管(magnetron)和相對論磁控管(relativistic magnetron)，本發明的電子發射體尤其指一種能夠在高電壓、大通流情況下具有較長使用壽命的電子發射體。