阴极热子组件的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及电真空技术领域，尤其涉及一种阴极热子组件。
【背景技术】
[0002]阴极作为电子发射源，是各类电真空器件的心脏，在军事、工业和医疗等领域中占据着不可或缺的地位。阴极种类较多，其中，热阴极在很多场合得到应用。由于热阴极工作在高温状态下，需要阴极热子组件具备良好的隔热环境和支撑作用，尤其是应用在航空航天中的电真空器件。此外，随着空间电真空器件小型化的研发趋势，阴极热子组件结构也朝着重量轻、体积小、加热效率高的方向发展。
[0003]阴极热子组件是由阴极、热子及其轴向热屏蔽结构组成。大部分的阴极热子组件采用双层热屏蔽中。然而，该双层热屏蔽只是在阴极-热子结构的径向设置两道热屏，轴向上最多设置了一层热屏蔽，且两道热屏固定在同一元件上，温差不大，热屏蔽效果不理想。
【实用新型内容】
[0004](一 )要解决的技术问题
[0005]本实用新型提供了一种串联支架复隔热式的阴极热子组件，以满足阴极热子组件结构高效率、小型化、结构简单、稳固可靠的需求。
[0006]( 二)技术方案
[0007]本实用新型阴极热子组件包括:阴极-热子结构；以及轴向热屏蔽结构，固定于阴极-热子结构的下部，为双层热屏蔽结构，包括:串联装配的前阴极支架5和后阴极支架6 ;其中，阴极-热子结构的下部固定在前阴极支架5的上部；前阴极支架5的下部固定在后阴极支架6的上部。
[0008]优选地，本实用新型阴极热子组件中，前阴极支架5和后阴极支架6均为筒状构造，其外圆筒面的部分区域挖空；或两者均呈爪式构造。
[0009]优选地，本实用新型阴极热子组件中，前阴极支架5和后阴极支架6均为筒状构造，其外圆筒面的部分区域挖空，其中:前阴极支架5包括:平行设置的上环部、下环部；以及设置于上环部和下环部之间的若干个支脚；后阴极支架6包括:平行设置的上盘部和下环部；以及设置于上盘部和下环部之间的若干个支脚；其中，后阴极支架的上圆盘部构成轴向的第一层热屏蔽结构，阴极-热子结构固定在前阴极支架5的上环部，前阴极支架5的下环部固定在后阴极支架的上盘部。
[0010]优选地，本实用新型阴极热子组件中，前阴极支架5和后阴极支架6的支脚在轴向相互错开。
[0011]优选地，本实用新型阴极热子组件中，前阴极支架5和后阴极支架6均包括均匀设置的N个支脚，且两者的对应支脚在轴向上错开的角度为360° /2N。
[0012]优选地，本实用新型阴极热子组件中，前阴极支架5中，上环部和下环部分别为上圆环部和下圆环部；后阴极支架6中，上盘部和下环部分别为上圆盘部和下圆环部。
[0013]优选地，本实用新型阴极热子组件中，轴向热屏蔽结构还包括:定位件7和托盘8 ;后阴极支架的下环部固定在定位件7上，而定位件7固定在托盘8上，托盘作为轴向的第二层热屏蔽结构，与后阴极支架的上盘部通过后阴极支架6过渡。
[0014]优选地，本实用新型阴极热子组件还包括:径向热屏蔽结构，设置于阴极-热子结构的径向外围，为双层热屏蔽结构，包括:内热屏9，呈筒状，其下部固定在前阴极支架下部或后阴极支架上部，其与后阴极支架的上盘部形成半封闭空间，包裹阴极-热子结构；外热屏10，呈筒状，其下部固定在定位件7上，与托盘8形成半封闭空间，包裹阴极-热子结构、前阴极支架5、后阴极支架6。
[0015]优选地，本实用新型阴极热子组件中，径向热屏蔽结构还包括:支撑筒11，由上部的小筒径端和下部的大筒径端构成，其中，小筒径端焊接在外热屏10的外侧，对该外热屏10形成了包裹，构成径向的第一层热屏蔽结构；外屏筒12，固定于支撑筒的大筒径端的外围，构成径向的第二层热屏蔽结构；其中，阴极热子组件通过外屏筒12的底端固定在电子枪瓷封壳内。
[0016]优选地，本实用新型阴极热子组件中，支撑筒11侧面开有三组横槽，外屏筒12的底面开有竖槽。
[0017]优选地，本实用新型阴极热子组件中，前阴极支架5和后阴极支架6选用金属钽或钼铼合金加工；内热屏9和外热屏10选用钽或钼皮加工，支撑筒11及外屏筒12选用可伐加工。
[0018]优选地，本实用新型阴极热子组件中，阴极-热子结构包括:阴极筒2 ;阴极1，固定于阴极筒2的上部；热子承载件4，固定于阴极筒2内，阴极1的下部；热子3，固定于热子承载件4内；其中，热子3通过烧结粉填埋在阴极筒2内，经过烧结后，烧结粉固化结块，形成热子承载件4，而热子3则被固定在热子承载件4内。
[0019](三)有益效果
[0020]从上述技术方案可以看出，本实用新型阴极热子组件具有以下有益效果:
[0021](1)在轴向上，前、后阴极支架为多腿支撑式结构，两者串联装配在一起，具备截面面积小，热传导路径长的特点，它们与开槽的支撑筒一起显著降低了阴极-热子结构向外传导的热量；
[0022](2)在径向上，内、外热屏与后阴极支架顶部的上圆盘部、托盘一起，形成具有显著温度梯度的双层热屏蔽，且该双层热屏蔽由后阴极支架隔开，从而极大减小了阴极-热子结构向外辐射的热量；
[0023](3)阴极-热子结构作为一个整体，可提高热子对阴极的加热效率，减小热子短路风险，增加阴极电子发射稳定性；
[0024](4)支撑筒的结构特点和焊接位置，有助于减小阴极热子组件结构的体积及重量，且提高了结构的力学性能。
【附图说明】
[0025]图1A为根据本实用新型实施例阴极热子组件的剖面示意图；
[0026]图1B为根据本实用新型实施例阴极热子组件的立体图；
[0027]图2A为图1A和图1B所示阴极热子组件中前阴极支架的构造图；
[0028]图2B为图1A和图1B所示阴极热子组件中后阴极支架的构造图；
[0029]图3为图1A和图1B所示阴极热子组件中热屏的构造图；
[0030]图4为图1A和图1B所示阴极热子组件中支撑筒的构造图。
[0031]【主要元件】
[0032]1-阴极；2-阴极筒；3-热子；
[0033]4-热子承载件；5-前阴极支架；6-后阴极支架；
[0034]7-定位件；8-托盘；9-内热屏；
[0035]10-外热屏； 11-支撑筒； 12-外屏筒。
【具体实施方式】
[0036]本实用新型提供了一种加热效率高，热屏蔽效果好，结构小型化，力学性能佳的阴极热子组件。
[0037]为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本实用新型进一步详细说明。
[0038]在本实用新型的一个示例性实施例中，提供了一种阴极热子组件。如图1A和图1B所示，本实施例阴极热子组件包括:阴极-热子结构；轴向热屏蔽结构，固定于阴极-热子结构的下部；以及径向热屏蔽结构，设置于阴极-热子结构的径向外围。
[0039]以下对本实施例阴极热子组件的各个组成部分进行详细说明。
[0040]请参照图1A和图1B，阴极-热子结构包括:阴极筒2 ;阴极1，固定于阴极筒2的上部，其上表面与阴极筒上表面齐平；热子承载件4，固定于阴极筒2内，阴极1的下部；热子3，固定于热子承载件4内，其通过热子承载件4对上部的阴极1进行加热。
[0041]本实施例中，采用烧结粉来辅助制作阴极热子组件，具体来讲:热子3通过烧结粉填埋在阴极筒2内；在烧结完成后，烧结粉固化结块，形成热子承载件4，而热子3则被固定在热子承载件4内。如此设计，阴极-热子结构作为一个整体，可提高热子对阴极的加热效率，减小热子短路风险，增加阴极电子发射稳定性。
[0042]热子3有两只引腿，一只很短，点焊在阴极筒2侧面，另一只较长。关于较长引脚如何外连，将在下文中详细说明。
[0043]轴向热屏蔽结构固定于阴极-热子结构的下部，包括:前阴极支架5、后阴极支架
6、定位件7和托盘8。其中，前阴极支架5和后阴极支架6串联装配在一起。后阴极支架6的下部固定在定位件7，托盘8固定在定位件7的下方。阴极-热子结构的下部固定在前阴极支架5的上部。前阴极支架5的下部固定在后阴极支架6的上部。
[0044]图2A为图1A和图1B所示阴极热子组件中前阴极支架的构造图。请参照图2A，该前阴极支架5包括:平行设置的上圆环部、下圆环部；以及设置于上圆环部和下圆环部之间的若干个支脚。其中，阴极-热子结构固定在上圆环部上。
[0045]图2B为图1A和图1B所示阴极热子组件中后阴极支架的构造图。请参照图2B，该后阴极支架6包括:平行设置的上圆盘部和下圆环部；以及设置于上圆盘部和下圆环部之间的若干个支脚。其中，该上圆盘部构成轴向的第一层热屏蔽结构。前阴极支架的下圆环部固定在后阴极支架的上圆盘部上。后阴极支架的下圆环部点焊固定在定位件7上，而定位件7焊接在托盘8上。
[0046]本实施例中，后阴极支架6顶部为一上圆盘部。托盘8焊接在定位件下方，作为轴向的第二层热屏蔽结构。上圆盘部和托盘8之间存在后阴极支架6过渡。如此的设计显著增加了后阴极支架6顶部的上圆盘部与托盘8的温度差，从而显著增加了组件轴向辐射传热的温度梯度，提升了双层热屏蔽的隔热效果。
[0047]此外，请参照图2B，后阴极支架6的上圆盘部的中部具有开孔，对应的，在托盘8的中部位置也具有开孔。热子3的较长引腿经由后阴极支架6上圆盘部的开孔、托盘上的开孔连接至电源。
[0048]请参照图2A和图2B，前阴极支架5和后阴极支架6中的支脚均为均匀设置的3个，并且，两者的对应支脚在轴向错开60°，均匀点焊在一起。这样可以使阴极支架的支撑腿沿轴向均匀排开，不但使热传导路径轴向对称，避免局部温度梯