專(zhuān)利名稱(chēng)：電子槍的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電子槍?zhuān)撾娮訕尵哂幸谎b設(shè)在陰極組元之中的線(xiàn)狀熱陰極，該陰極組元借助一高壓絕緣件設(shè)置得與一加速陽(yáng)極隔有一定距離并具有一容裝二陰極夾頭的構(gòu)架，其中一夾頭經(jīng)張緊該熱陰極的一導(dǎo)流片簧機(jī)構(gòu)及一絕緣件而夾持到該構(gòu)架上；該陰極組元還設(shè)置有一聚焦電極，該聚焦電極覆蓋著熱陰極，并按其軸線(xiàn)平行于后者布置。
電子槍用作產(chǎn)生電子束，例如可用于在真空中加熱或熔化或蒸發(fā)材料的電子束。
US-A-4,126,811中公開(kāi)了這電子槍?zhuān)渲校趦啥烁饔梢魂帢O夾頭夾持的一線(xiàn)狀熱陰極由兩個(gè)片簧機(jī)構(gòu)張緊，該片簧機(jī)構(gòu)分別設(shè)置在一電源端頭和一聚焦電極半片之間，該兩半聚焦電極相互之間隔一微小距離而分開(kāi)設(shè)置，且各支承一陰極夾頭。這樣，該兩半聚焦電極就不與熱陰極電絕緣，其結(jié)果是，由熱陰極產(chǎn)生的電子束不能受控于一可變聚焦電勢(shì)，從而，電子束的形成及其焦點(diǎn)的光學(xué)特性不可控。然而，在電子槍的相當(dāng)長(zhǎng)的操作過(guò)程中，電子束及其在欲加熱表面上的焦點(diǎn)的會(huì)聚度和電子束的功率密度等電子光學(xué)特性就會(huì)有變化。此外，按這種方式，熱陰極相對(duì)于聚焦電極的最佳和穩(wěn)定的定位沒(méi)有保證，而是熱陰極相對(duì)于聚焦電極的位置會(huì)改變，隨著熱陰極之外的電子槍元件的進(jìn)一步升溫而更是如此。因而，用該電子束進(jìn)行的工藝過(guò)程的穩(wěn)定性就沒(méi)有保證。
另外，US-A-3,701,915公開(kāi)了一種電子槍?zhuān)渲?，其熱陰極裝卡在以電絕緣方式安裝在一支架上的兩導(dǎo)流片簧之間，同樣，其聚焦電極與片簧和熱電極電絕緣也以電絕緣方式被該支架所支承。在此也存在問(wèn)題，即在這種電子槍的操作過(guò)程中，片簧因加熱而伸長(zhǎng)，因此其熱陰極相對(duì)于聚焦電極的位置發(fā)生變化。
本發(fā)明的目的是提供一種本文開(kāi)頭提及的電子槍?zhuān)渲?，與一簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)相結(jié)合，使該電子槍可以利用一可變聚焦電勢(shì)影響該電子束以及相對(duì)于聚焦電極調(diào)節(jié)熱陰極。
本發(fā)明的目的是如下實(shí)現(xiàn)的連接到一用以施加聚焦電勢(shì)的接線(xiàn)端頭的聚焦電極，經(jīng)由一第一剛性導(dǎo)電板和絕緣件緊固到構(gòu)架上；第二陰極夾頭經(jīng)由一第二剛性導(dǎo)電板緊固到構(gòu)架上。通過(guò)調(diào)節(jié)片簧機(jī)構(gòu)和第二導(dǎo)流板相對(duì)于加速陽(yáng)極和聚焦電極的相對(duì)距離，可在沿聚焦電極縱向軸線(xiàn)的豎直平面內(nèi)設(shè)定熱陰極。
這樣做的效果是聚焦電極與熱陰極之間電絕緣，其結(jié)果是相對(duì)于熱陰極的所需要的負(fù)聚焦電勢(shì)可加到所述的聚焦電極上；熱陰極僅由一片簧機(jī)構(gòu)張緊，從而導(dǎo)致設(shè)計(jì)簡(jiǎn)化；進(jìn)而可使熱陰極的位置相對(duì)于聚焦電極進(jìn)行設(shè)定。因此，能夠提高其電子光學(xué)特性的穩(wěn)定性，當(dāng)在真空中熔化和蒸發(fā)材料時(shí)，同樣可保證工藝特性的重復(fù)性。特別是，對(duì)于要進(jìn)行的各個(gè)工藝過(guò)程，可以按最優(yōu)方式設(shè)定熱陰極相對(duì)于聚焦電極的位置，相應(yīng)于操作過(guò)程中發(fā)生的變化可通過(guò)改變聚焦電勢(shì)進(jìn)行精調(diào)。
借助于附圖中所示的示例性實(shí)施例下面將詳細(xì)闡述本發(fā)明，其中


圖1表示電子槍的局部剖視側(cè)視圖；圖2表示沿圖1的I-I線(xiàn)的剖視圖；圖3表示沿圖1的II-II線(xiàn)的剖視圖；圖4表示沿圖2的III-III線(xiàn)的剖視圖。
圖示的該電子槍包括一加速陽(yáng)極1和具有一構(gòu)架2的一陰極組元，該構(gòu)架2由高壓絕緣件3所支承而與加速陽(yáng)極1相距一定距離。該陰極組元還包括一扁平板狀絕緣件4，該絕緣件4大致平行于加速陽(yáng)極1展放及在其上通過(guò)一接線(xiàn)端頭6連接著一輸入電纜5。輸入電纜5連接著導(dǎo)流片簧7的一端，該導(dǎo)流片簧7的另一端連接到接近加速陽(yáng)極1設(shè)置的一陰極夾頭8。片簧7經(jīng)緊固裝置9、10例如采用螺釘連接到輸入電纜5和陰極夾頭8上，且片簧7設(shè)置成相互隔開(kāi)的兩組。陰極組元還包括一端由陰極夾頭8、具體地說(shuō)是利用螺釘12和夾板13所夾持的一線(xiàn)狀熱陰極11。
一第二接線(xiàn)端頭14直接設(shè)置在陰極組元的構(gòu)架2上，還有一支承另一陰極夾頭17的剛性導(dǎo)流板16利用螺釘15也緊固到構(gòu)架2上，該陰極夾頭17、具體地說(shuō)是利用螺釘18和夾板19、夾持著熱陰極11的另一端。
在這種情況下，用來(lái)在片簧7和板16上裝進(jìn)螺釘9、10和15的孔設(shè)置有余隙，以便能夠調(diào)整陰極夾頭8及與其緊固到一起的熱陰極11相對(duì)于一聚焦電極20的位置，該聚焦電極20設(shè)置在陰極夾頭8和17之間并經(jīng)由一剛性板21及借助于一支板22緊固到絕緣件4上。該支板22連接到用來(lái)獲得聚焦電極20的聚焦電勢(shì)的一連接端頭23上，連接端頭23通過(guò)構(gòu)架2上的一通口引導(dǎo)到外部而不與構(gòu)架2電性接觸，以使聚焦電極20與熱陰極11間電絕緣。
當(dāng)連接端頭6和14連接到一電流源時(shí)，加熱電流經(jīng)過(guò)輸入電纜5、片簧7、陰極夾頭8、熱陰極11、陰極夾頭17、板16和構(gòu)架2在連接端頭6和14之間流動(dòng)。該加熱電流把熱陰極11加熱到其工作溫度，該溫度大致是2,200-2,300℃的數(shù)量級(jí)。熱陰極11因此加熱而線(xiàn)性伸長(zhǎng)。為了使電子光學(xué)系統(tǒng)的幾何特性不受熱陰極11松垂的干擾，則熱陰極11必須始終保持張緊狀態(tài)，這利用片簧7來(lái)實(shí)現(xiàn)，該片簧7適當(dāng)預(yù)緊著熱陰極。
線(xiàn)狀熱陰極11相對(duì)于聚焦電極20的相鄰陰極表面的位置(圖4)需要優(yōu)化操作，通過(guò)螺釘9、10設(shè)定陰極夾頭8的位置和通過(guò)螺釘15設(shè)定陰極夾頭17的位置來(lái)對(duì)線(xiàn)狀熱陰極11的位置予以調(diào)整。
在圖4中，分別由實(shí)線(xiàn)和虛線(xiàn)表示熱陰極11相對(duì)于聚焦電極20的兩個(gè)可能的位置。
為了重新聚集電子束及校正受陰極組元和熱陰極11受熱部件伸長(zhǎng)所影響的電子光學(xué)特性，一相對(duì)于熱陰極11的負(fù)電勢(shì)經(jīng)由連接端頭23施加到聚焦電極20上。該電勢(shì)大小的變化能用于改變電子束的焦距及其焦點(diǎn)的尺寸。
螺釘9、10和15所用的孔可制成長(zhǎng)形孔，熱陰極11與聚焦電極20之間的距離也可經(jīng)調(diào)節(jié)裝置予以控制。
熱陰極11也可由兩根相互平行的單個(gè)線(xiàn)狀陰極組成。
權(quán)利要求
1.一種電子槍?zhuān)谄潢帢O組元中具有一線(xiàn)狀熱陰極(11)，該陰極組元利用高壓絕緣件(3)設(shè)置得離一加速陽(yáng)極(1)隔開(kāi)一定距離并具有裝設(shè)兩陰極夾頭(8、17)的一構(gòu)架(2)，其中一陰極夾頭(8)經(jīng)一張緊熱陰極(11)的導(dǎo)流片簧機(jī)構(gòu)(7)及經(jīng)一絕緣件(4)而裝夾在該構(gòu)架(2)上，設(shè)置一聚焦電極(20)使其覆蓋著該熱陰極(11)并以其軸線(xiàn)平行于后者設(shè)置，其特征在于，連接到一用以施加一聚焦電勢(shì)的接線(xiàn)端上的聚焦電極(20)經(jīng)一第一剛性導(dǎo)流板(21)和絕緣件(4)緊固到構(gòu)架(2)上，第二陰極夾頭(17)經(jīng)一第二剛性導(dǎo)流板(16)緊固到構(gòu)架(2)上，通過(guò)調(diào)整片簧機(jī)構(gòu)(7)和第二導(dǎo)流板(16)相對(duì)于加速陽(yáng)極(1)和聚焦電極(20)的距離，可在沿聚焦電極(20)縱軸的豎直平面內(nèi)設(shè)定熱陰極(11)。
2.如權(quán)利要求1所述的電子槍?zhuān)涮卣髟谟冢蓹C(jī)構(gòu)(7)和第二導(dǎo)流板(16)有用來(lái)裝入緊固件(9、10、15)的孔，這些孔有調(diào)節(jié)片簧機(jī)構(gòu)(7)和第二導(dǎo)流板(16)的作用。
3.如權(quán)利要求1或2所述的電子槍?zhuān)涮卣髟谟?，上述孔制作成為長(zhǎng)形孔。
4.如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的電子槍?zhuān)涮卣髟谟?，熱陰極(11)和聚焦電極(20)之間的距離能夠控制。
5.如權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的電子槍?zhuān)涮卣髟谟?，絕緣件(4)制成為平板形。
全文摘要
一種電子槍?zhuān)谙嗑嘁患铀訇?yáng)極(1)一定距離且具有一構(gòu)架(2)的一陰極組元中設(shè)有一線(xiàn)狀熱陰極(11)，其一陰極夾頭(8)通過(guò)一張緊熱陰極的導(dǎo)流片簧機(jī)構(gòu)(7)及一絕緣件(4)、聚焦電極(20)經(jīng)一第一剛性導(dǎo)流板(21)和絕緣件(4)、及另一陰極夾頭(17)經(jīng)一第二剛性導(dǎo)流板(16)分別緊固到構(gòu)架(2)上，通過(guò)調(diào)整片簧機(jī)構(gòu)(7)和第二導(dǎo)流板(16)相對(duì)于加速陽(yáng)極(1)和聚焦電極(20)的距離，可以在沿聚焦電極(20)縱軸的豎直平面內(nèi)設(shè)定熱陰極(11)。
文檔編號(hào)H01J37/065GK1120238SQ9510894
公開(kāi)日1996年4月10日 申請(qǐng)日期1995年7月19日 優(yōu)先權(quán)日1994年7月20日
發(fā)明者鮑里斯·A·穆弗漢, 維克特·A·蒂馬少夫, 埃弗格尼·L·皮朱克 申請(qǐng)人:烏克蘭國(guó)家科學(xué)院巴通電焊研究所電子束技術(shù)國(guó)際中心