冷陰極電子槍的設(shè)計(jì)及應(yīng)用研究.pdf

1、碳納米管作為場(chǎng)致發(fā)射陰極具有快速啟動(dòng)、室溫工作及高電流密度等諸多優(yōu)點(diǎn)，在冷陰極電子槍及其器件中有廣泛的應(yīng)用前景。本文以碳納米管作為陰極，研究了冷陰極電子槍設(shè)計(jì)過(guò)程中的關(guān)鍵問(wèn)題并進(jìn)行了加工測(cè)試，對(duì)用于微波管的冷陰極電子槍進(jìn)行了初步設(shè)計(jì)與研究。
　　首先，對(duì)碳納米管陰極的二極場(chǎng)致發(fā)射性能做了研究，實(shí)驗(yàn)測(cè)試中得到了34mA的最大發(fā)射電流，對(duì)應(yīng)電流密度4.3A/cm2，陰極消耗功率為330W。在隨后的陰極發(fā)射穩(wěn)定性測(cè)試中，保持陰極發(fā)射電流

2、為20mA，8小時(shí)內(nèi)電流跌幅為3.8％，此碳納米管陰極表現(xiàn)出了較強(qiáng)的電流發(fā)射能力及較好的穩(wěn)定性。以上述實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)在電磁仿真軟件中建立了碳納米管場(chǎng)致發(fā)射模型，分別研究了不同陰柵結(jié)構(gòu)對(duì)電子槍內(nèi)電場(chǎng)分布及電子束形狀的影響、不同柵網(wǎng)通過(guò)率對(duì)陰極發(fā)射電流及電子槍效率的影響以及不同柵網(wǎng)網(wǎng)孔對(duì)電子束成形特性的影響等問(wèn)題。最后得出柵網(wǎng)通過(guò)率為80％左右時(shí)電子槍具有最大的引出效率，方孔柵網(wǎng)和輪輻柵孔柵網(wǎng)的透鏡作用較弱，容易形成收斂電子注。
　　其次

3、，加工制備了冷陰極電子槍原型器件，進(jìn)行了多方面測(cè)試實(shí)驗(yàn):(1)不同柵網(wǎng)通過(guò)率的電子槍測(cè)試，論證了前述仿真分析結(jié)果;(2)直流油冷條件下電子槍測(cè)試，結(jié)果表明該結(jié)構(gòu)冷陰極電子槍能夠高效的完成場(chǎng)致電子發(fā)射及電子的引出;(3)脈沖水冷測(cè)試條件下電子槍測(cè)試，在脈沖測(cè)試下一定程度解決了電子槍熱量無(wú)法及時(shí)排除的問(wèn)題，得到了76mA的發(fā)射電流，對(duì)應(yīng)陽(yáng)極電流為44mA。深入分析了實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果提出了下一步的優(yōu)化解決方案。
　　最后在上述理論