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    電子槍的陰極

    時間:2011/4/25閱讀:5611
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    電子槍:
           無論那種類型的電子槍,它們均由電子的發射極——陰極、電子注形狀的限制極——聚焦極和電子的加速引出極——陽極三部分組成。不同環境下使用的電子槍其結構會是多種多樣的,但是其基本組成部分是不變的。在工作中通常聚焦極的電位等于或接近于陰極電位,用以限制電子注的形狀,而在陰極和陽極之間加上加速電壓(陽極電壓)。當電子從陰極發射出來,將與由上述電極和電子注本身的空間電荷建立的靜電場發生作用,形成具有一定形狀的電子注,并從陽極孔射出以供使用。這種電子槍的工作原理與一般二極管相似,所以人們也稱其為二極槍。
     

    電子槍的陰極:

      陰極是電子槍的關鍵部件之一,它決定電子槍的發射能力和壽命。目前世界上用于電子直線加速器上的電子槍,其陰極的形式多種多樣,歸納起來可以有兩種劃分方法:
     

      直熱式陰極多半采用純鎢作陰極材料,加熱電流直接通過陰極。間熱式陰極一般采用敷釷鎢、敷氧化物、鈧酸鹽、六硼化鑭陰極,它分為轟擊型和加熱型兩種。

    1、轟擊型:

      其加熱方式是通過在熱子(燈絲)和陰極之間加上幾百乃至上千伏的轟擊電壓,在此電壓下,從熱子發射的電子轟擊陰極,使陰極加熱到一定溫度后從其表面發射出大量電子來。

    2、加熱型:

      這種陰極,化合物層固定在薄壁的底托上(鎳管或鉬管),底托下面放著耐熱絕緣的螺旋鎢絲。電流流過燈絲,燈絲燒熱陰極,當陰極達到發射電子的溫度時,就發射出電子來。
     
      陰極的材料及其工作溫度對電子槍的發射能力和壽命有決定作用。陰極必須選用低逸出功的材料。陰極表面原子的外層電子,受到一定的熱能或電能的激勵后,會越出軌道的束縛而成為自由電子。
     
      熱發射式電子槍的燈絲陰極一般是用鎢絲制成的,必須靠電流將燈絲加熱到一千度以上,燈絲發射電流密度 與燈絲溫度 及燈絲材料的逸出功有關。
     
      以鎢絲溫度為例,其逸出功為4.55電子伏,在工作溫度為2500K時,J=0.5安/厘米2。
     
      燈絲溫度對電子的發射強度的影響是很大的。如果采用逸出功更小的陰極材料,在獲得同樣發射強度的條件下,還可大大降低燈絲溫度。為了使陰極壽命盡可能的延長,要求材料有較高的熔點和較小的蒸發率,并且不容易受空氣侵蝕而中毒。鎢絲的熔點為3655K,在工作溫度為2750K時,蒸發率為0.0043毫克/厘米•秒,鎢絲的耐侵蝕性較強。氧化物陰極的逸出功更低,例如氧化鋇的逸出功只有2.8電子伏,但其耐蝕性差,一般只適宜在10-5-10-6毫米汞柱的高真空下工作,在10-4毫米汞柱時,其發射本領顯著下降,在10-3毫米汞柱下工作時,甚至會嚴重地中毒,不能再繼續使用。
     
      場致發射式電子槍要求在陰極表面附近有大于106伏/厘米的強電場,提高陰極表面場強,是增大發射強度的有效途徑。
     
      一般來說,電子槍的電流強度總在1毫安以上,脈沖電子流可達安培級,壽命在100小時以上。

    了解的電子槍陰極的重要性,很好的保障它的質量,在這個部位做好相應的準備工作,對使用者非常關鍵。

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