具有高真空的场发射X射线管的制作方法

本发明涉及场发射x射线管技术领域，特别是涉及一种具有高真空的场发射x射线管。

背景技术：

在碳纳米材料场发射x射线管工作过程中，阴极场发射在电场的辅助下发射大量的电子，经由高压电场的加速作用，电子以高速撞击由阳极靶金属由于材料在高能量的电子轰击下，电子的能量会转给靶材原子，其中大部分能量转换成热能，使靶材局部区域的温度提高，仅有小部分能量转换成x射线。如果电流太大，或是管球发射工作时间累积热量高，会使阳极靶材料直接地从固体转到气体(升华),

这种蒸发迅速降低管子内部超高真空的纯度。超高真空失纯的结果导致是x射线管不能经受住阴极电子流和阳极靶之间高电压差。x射线管开始短路，或发生电弧，进而蒸发更多的气体，依次降低更多的真空纯度，并最终导致x射线管不能再运行。另外由于碳纳米材料在成长过中，可能会存有大量的氢气、水气、氧气等，在高真空的管球内逐渐释放出这些气体，造成真空度下降。所以阳极靶材的升华与阴极纳米材料储存气体的释放，都会降低x射线管的真空度与使用寿命。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种使用寿命长的具有高真空的场发射x射线管。

为解决上述问题，本发明提供一种具有高真空的场发射x射线管，包括真空罩体和气体吸附薄膜，所述真空罩体内的一端设有阴极场发射组件，所述真空罩体的另一端设有阳极靶，所述阴极场发射组件内设有用于场发射的碳纳米材料，所述碳纳米材料与所述阴极场发射组件电性连接，所述气体吸附薄膜设在阴极场发射组件表面和/或阳极靶表面，所述阴极场发射组件和阳极靶均设有针脚，所述阴极场发射组件和阳极靶的针脚部分位于真空罩体外。

进一步的，所述气体吸附薄膜为金属复合物薄膜。

进一步的，所述气体吸附薄膜为含ni或zr的金属复合物薄膜。

进一步的，所述气体吸附薄膜的厚度为0.1um——100um。

进一步的，所述阴极场发射组件为阴极座。

进一步的，所述阴极场发射组件包括阴极座和阴极罩，所述阴极罩罩设在阴极座上，所述碳纳米材料设在阴极座上，所述阴极座与所述碳纳米材料电性连接，所述气体吸附薄膜设在所述阴极聚盖板表面。

进一步的，所述气体吸附薄膜设通过溅镀方式涂覆在阴极场发射组件表面和/或阳极靶表面。

本发明具有高真空的场发射x射线管，内设气体吸附薄膜，用以吸收靶材的升华、玻璃管壁、电极组件、碳纳米材料所释放的气体，提高真空罩体内的真空度，延长了x射线管的使用寿命。无过多的零部件，节省空间。

附图说明

图1是本发明具有高真空的场发射x射线管的较佳实施方式的结构示意图。

图2是本发明具有高真空的场发射x射线管的另一较佳实施方式的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

实施例1

如图1所示，本发明具有高真空的场发射x射线管的较佳实施方式包括真空罩体1和气体吸附薄膜2，所述真空罩体1内的一端设有阴极场发射组件，所述真空罩体1的另一端设有阳极靶4，所述阴极场发射组件和阳极靶4均设有针脚，所述阴极场发射组件和阳极靶4的针脚部分位于真空罩体1外。所述阴极场发射组件内设有用于场发射的碳纳米材料5，所述碳纳米材料5与所述阴极场发射组件电性连接，所述气体吸附薄膜2设在阴极场发射组件表面和阳极靶4表面。所述阴极场发射组件为阴极座3，即气体吸附薄膜2设在阴极座3的表面。

所述气体吸附薄膜2为金属复合物薄膜，如此能有效的吸收阳极靶4靶材的升华、真空罩体1、电极组件、碳纳米材料5所释放的气体，所述金属复合物薄膜含有ni或zr，提高对氢气及水气的吸附能力。所述气体吸附薄膜2的厚度为0.1um——100um，便于控制成本；因气体吸附薄膜2主要依靠其表面来吸收气体，故气体吸附薄膜2太薄作用不够明显，气体吸附薄膜2太厚不能有效的吸收更多的气体。所述气体吸附薄膜2通过溅镀的方式涂覆在阴极座3表面和阳极靶4表面上，增加气体吸附薄膜2的表面积，使其能吸收更多的气体。

当气体分子碰撞到气体吸附薄膜时，气体通过范德华力(物理吸附)和剩余价力(化学吸附)被吸附到气体吸附薄膜的表面上；然后表面吸附的气体，具有较大的表面迁移率，它可以迅速地在整个表面上扩散开来。随着表面扩散的进行，在一定的条件下，表面吸附的气体将进一步向吸气金属内部进行体扩散，其主要形式体现于：①深入金属表面凹陷或损伤部位；②浸入晶界之间；③扩散到结晶本身的缺陷之中；④和金属化合成金属间化合物；⑤和金属形成固溶体，从而稳定的吸附在薄膜上。

实施例2

本实施例与实施例1不同之处在于：阴极场发射组件结构不同以及气体吸附薄膜2设在了阴极场发射组件上。

所述阴极场发射组件包括阴极座3和阴极罩6，所述阴极罩6罩设在阴极座3上，所述碳纳米材料5设在阴极座3上，所述阴极座3与所述碳纳米材料5电性连接，所述气体吸附薄膜2设在阴极聚盖板表面。阴极罩6用于增加阴极的平整度并且具有聚焦的作用。

在其它实施方式中，还可只在阳极靶4的表面上设气体吸附薄膜2，也可以在阳极靶4与阴极场发射组件相对的端面上设气体吸附薄膜2。

以上仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理在本发明的专利保护范围之内。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种具有高真空的场发射X射线管。所述具有高真空的场发射X射线管包括真空罩体和气体吸附薄膜，所述真空罩体内的一端设有阴极场发射组件，所述真空罩体的另一端设有阳极靶，所述阴极场发射组件内设有用于场发射的碳纳米材料，所述碳纳米材料与所述阴极场发射组件电性连接，所述气体吸附薄膜设在阴极场发射组件表面和/或阳极靶表面，所述阴极场发射组件和阳极靶均设有针脚，所述阴极场发射组件和阳极靶的针脚部分位于真空罩体外。本发明具有高真空的场发射X射线管使用寿命长。

技术研发人员：黄世耀;林及人
受保护的技术使用者：重庆涌阳光电有限公司
技术研发日：2017.06.02
技术公布日：2017.09.22