[發(fā)明專利]X射線管陰極單元及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010883713.2
• 申請日: 2020-08-28
• 公開（公告）號: CN112002628B
• 公開（公告）日: 2023-06-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉榮海;蔡曉斌;郭新良;鄭欣;楊迎春;何程;趙永強(qiáng);許宏偉;周靜波;虞鴻江;何運(yùn)華;孔旭暉;宋玉鋒;李宗紅;焦宗寒;代克順
• 申請（專利權(quán)）人: 云南電網(wǎng)有限責(zé)任公司電力科學(xué)研究院
• 主分類號: H01J35/06
• 分類號: H01J35/06;H01J35/24;H01J9/04;B82Y40/00
• 代理公司: 北京弘權(quán)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11363
• 代理人: 逯長明;許偉群

本發(fā)明公開了一種X射線管陰極單元及其制備方法，包括基底及N個均等分布在基底上的金屬納米線，所有所述金屬納米線組成的空間結(jié)構(gòu)呈凹型。制備方法步驟：步驟S1、制備作為陽極的多孔氧化鋁模板；步驟S2、在所述多孔氧化鋁模板上鍍金屬，得到無孔金屬板；步驟S3、將無孔金屬板進(jìn)行酸洗，將所述多孔氧化鋁模板分離，得到金屬納米線板；步驟S4、使用加熱的金屬球?qū)λ鼋饘偌{米線板上的納米線進(jìn)行熱應(yīng)力擠壓，得到凹型金屬納米線板，即X射線管陰極單元。本發(fā)明中陰極單元的金屬納米線利用納米結(jié)構(gòu)的尖端放電的特性，可以下極小電壓下產(chǎn)生放電，產(chǎn)生電子，并通過凹型結(jié)構(gòu)將電子聚焦，提高到發(fā)射效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電子元器件制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及X射線管陰極單元及其制備方法。

背景技術(shù)

X射線廣泛應(yīng)用于電力、化工、安檢等領(lǐng)域。X射線管是產(chǎn)生X射線的部件，是X射線檢測技術(shù)的核心部件。目前，X射線管常用的為熱陰極結(jié)構(gòu)，其發(fā)射電子需要的能量大，通常需要較高的電壓。較高電壓對X射線機(jī)的電源容量要求也較高，不利于減小X射線機(jī)的體積。即熱陰極X射線管存在的缺陷有設(shè)備體積大、工作壽命短、功耗高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服X射線機(jī)電源容量大導(dǎo)致體積大的缺點(diǎn)，提出了一種X射線管陰極單元及其制備方法。

本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種X射線管陰極單元，其關(guān)鍵在于：包括基底及N個均等分布在基底上的金屬納米線，所有所述金屬納米線組成的空間結(jié)構(gòu)呈凹型。

采用上述方案，在電場作用下，凹型的金屬納米線產(chǎn)生尖端放電發(fā)射電子，不僅能降低發(fā)射所需能量，還能將發(fā)射的電子在固定區(qū)域進(jìn)行聚焦。

優(yōu)選的，所述金屬納米線的線徑為10-1000nm，其長度為1-1000μm。

一種X射線管陰極單元的制備方法，其關(guān)鍵在于：包括以下步驟：

步驟S1、制備作為陽極的多孔氧化鋁模板；

步驟S2、在所述多孔氧化鋁模板上鍍金屬，得到無孔金屬板；

步驟S3、將無孔金屬板進(jìn)行酸洗，將所述多孔氧化鋁模板分離，得到金屬納米線板；

步驟S4、使用加熱的金屬球?qū)λ鼋饘偌{米線板上的納米線進(jìn)行熱應(yīng)力擠壓，得到凹型金屬納米線板，即X射線管陰極單元。

采用上述方案，為了使X射線管的陰極單元與陽極單元相匹配，先制作作為陽極的多孔氧化鋁模板，以此模板來匹配制作陰極單元。金屬納米線利用納米結(jié)構(gòu)的尖端放電的特性，可以下極小電壓下產(chǎn)生放電，產(chǎn)生電子，并通過凹型結(jié)構(gòu)將電子聚焦，提高到發(fā)射效率。

作為優(yōu)選的，步驟S1中所述多孔氧化鋁模板的制備方法如下：

1.1、選取厚度范圍為0.1-5mm的鋁片作為陽極，石墨作為陰極；

1.2、在5-100V電壓下，在草酸溶液中進(jìn)行電化學(xué)反應(yīng)；

1.3、電化學(xué)反應(yīng)1-2h后，得到多孔氧化鋁模板。

采用上述方案，為了得到較高純度的多孔氧化鋁模板，鋁片選取的純度為99.9％以上。

作為優(yōu)選的，所述多孔氧化鋁模板的孔徑為10-1000mm。

采用上述方案，多孔氧化鋁模板的孔徑與金屬納米線的線徑一致。

作為優(yōu)選的，所述步驟S3中進(jìn)行酸洗的溶液為強(qiáng)酸溶液。

采用上述方案，為了保證酸洗過程的精準(zhǔn)度和效率，酸洗的溶液為硝酸等強(qiáng)酸溶液。

作為優(yōu)選的，所述金屬球的直徑為0.1-10mm。