一种高性能点阴极的制作方法

1.本实用新型涉及等离子体应用领域，特别是一种高性能点阴极。


背景技术：

2.对于等离子体火炬而言，阴极的寿命直接影响着火炬的运行情况，是火炬关键性能。传统的点阴极采用单一结构，始终无法使阴极寿命有所突破。申请号为202023165863.4公开了一种等离子体火炬点阴极结构，其减少装置高温氧化，提高装置使用寿命，降低装置使用成本；包括阴极铜基体、阴极银基体、圆柱形颗粒和焊粉，阴极银基体配合安装在阴极铜基体顶端通孔内部，阴极银基体底端位于阴极铜基体冷却腔内部，圆柱形颗粒焊接在安装孔内部，焊粉填充在安装孔内部；还包括螺母、密封盖、出气管、进气管、散热管盘、鼓风机和连通管，螺母安装在阴极铜基体端槽孔内部，密封盖顶部与螺母螺装配合连接，进气管顶端与散热管盘进气口连通，出气管顶端与散热管盘出气口连通，鼓风机左端安装在阴极铜基体右端，连通管连通鼓风机底部输出端与进气管顶端底端。
3.阴极都需要水进行强制冷却，这是因为等离子体阴极弧根发射电子，其弧根温度极高，衡量阴极的好坏需要从熔点及导热性能来衡量。铜基熔点较低（1083℃），烧蚀速率较快，寿命在30小时以下；银基熔点较低（962℃），成本较高，虽然导热寿命可到100小时；若采用高熔点材料，其导热性能又较差，烧蚀速率也较快，寿命也难突破100小时，因此是目前急需解决的问题。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是，克服现有技术的上述不足，而提供一种结构简单，冷却效果突出，便于降低点阴极制作成本，提高点阴极使用寿命的高性能点阴极。
5.本实用新型的技术方案是：一种高性能点阴极，由铜基、银基和高熔点颗粒三部分组成，铜基的一端设有螺纹将点阴极固定到等离子火炬内部，并起导电作用，铜基内部中空，铜基的端面设有铜基平面，银基通过铜基斜面安装在铜基中心呈圆锥状，银基的中心设有高熔点颗粒，银基的内侧面为银基凸面。
6.进一步，所述铜基斜面的高度为8-15mm，角度为50
°‑
80
°
。
7.优选地，所述铜基斜面的高度为9-13mm，角度为55
°‑
75
°
；更优地，铜基斜面的高度为10mm，角度为60
°
，便于提高其结构强度同时保证散热的效果。
8.进一步，所述银基与铜基通过焊接固定连接，提高银基与铜基直接的连接强度，避免银基受热胀冷缩的影响松动或者脱落。
9.进一步，所述银基端面为平面，高熔点颗粒与银基端面持平。
10.进一步，所述高熔点颗粒呈圆柱状。
11.进一步，所述螺纹后部设有o型圈槽，o型圈槽后部设有定位止口，止口高度8-15mm。优选地，止口高度为9-14mm；更优地，止口高度为10mm。便于提高铜基端部的结构强度。
12.进一步，所述定位止口旁设有扳手孔，通过配套的勾孔扳手拆装点阴极。
13.进一步，所述铜基的内径为40-60mm。优选地，铜基的内径为42-48mm；更优地，铜基的内径为45mm，便于提高冷却液的流动，提高对铜基的冷却效果。
14.进一步，所述点阴极的总长度为40-80mm。优选地，点阴极的总长度为42-55mm；更优地，点阴极的总长度为50mm，便于提高点阴极的安装效果和使用寿命，同时提高降温的效果。
15.本实用新型具有如下特点：本方案结构简单，采用铜基作为基座，经济性好，导电性能好，在铜基的端面设置铜基斜面，有效的提高了铜基与冷却液的接触面积，提高了降温的效果，另外银基导热性能高，高熔点颗粒熔点高，抗烧蚀能力强，利用铜基、银基和高熔点颗粒三个部分的特性结合在一起，使点阴极表现出高熔点，高效导热性能，成本低的特点，有效的提高了点阴极的使用寿命，本实用新型中点阴极寿命能够到达200小时以上。
16.以下结合附图和具体实施方式对本实用新型的详细结构作进一步描述。
附图说明
17.图1-为本实用新型点阴极纵剖面结构示意图；
18.1-螺纹，2-o型圈槽，3-定位止口，4-扳手孔,5-铜基平面，6-铜基斜面，7-银基，8-高熔点颗粒，9-银基凸面。
具体实施方式
19.如附图所示：一种高性能点阴极，由铜基、银基和高熔点颗粒三部分组成，铜基的一端设有螺纹将点阴极固定到等离子火炬内部，并起导电作用，铜基内部中空，铜基的端面设有铜基平面，银基通过铜基斜面安装在铜基中心呈圆锥状，银基的中心设有高熔点颗粒，银基的内侧面为银基凸面。
20.在实施例中，点阴极总长度l为40-60mm，是通过螺纹1固定到等离子火炬内部，螺纹1直径为d为m55-m65，并起导电作用，需要使用配套勾孔扳手通过定位止口3上的扳手孔4进行拆装，定位止口3的高度l1为8-15mm,用于限位。点阴极螺纹后部有1-2个螺纹端o型圈槽2，用于安装o型密封圈，防止出现漏水。
21.点阴极的端面周边为铜基平面5，中间为银基7，铜基平面5与银基7之间采用铜基斜面6进行过渡，铜基斜面6高度l2为8-15mm，角度
ɑ
为50
°‑
80
°
。优选地，点阴极内部中空，内部空间直径d为40-50mm。更优地，铜基斜面6高度l2为10、12或14mm，角度
ɑ
为55
°
60或75
°
。
22.在实施例中，银基7端面为平面，冷却水侧为铜基凸面9，铜基凸面9可以是球形，也可以是圆柱形，也可以是锥形。优选地，银基7中心安置高熔点颗粒8，高熔点颗粒8与银基采用焊接、镶嵌等方式结合，高熔点颗粒8为圆柱形。
23.在实施例中，点阴极的总长度l为55mm，螺纹直径d为m60,内部直径d为45mm，定位止口的高度l1为12mm，铜基斜面高度l2为13mm，角度
ɑ
为60
°
。
24.在另一个实施例中，点阴极的总长度l为45mm，螺纹直径d为m58,内部直径d为43mm，定位止口的高度l1为10mm，铜基斜面高度l2为14mm，角度
ɑ
为70
°
。
25.在另一个实施例中，点阴极的总长度l为48mm，螺纹直径d为m62,内部直径d为48mm，定位止口的高度l1为13mm，铜基斜面高度l2为11mm，角度
ɑ
为75
°
。
26.本方案采用铜基作为基座，经济性好，导电性能好，在铜基的端面设置铜基斜面，有效的提高了铜基与冷却液的接触面积，提高了降温的效果，另外银基导热性能高，高熔点颗粒熔点高，抗烧蚀能力强，利用铜基、银基和高熔点颗粒三个部分的特性结合在一起，使点阴极表现出高熔点，高效导热性能，成本低的特点，有效的提高了点阴极的使用寿命，本实用新型中点阴极寿命能够到达200小时以上。
27.以上所述是本发明较佳实施例及其所运用的技术原理，对于本领域的技术人员来说，在不背离本发明的精神和范围的情况下，任何基于本发明技术方案基础上的等效变换、简单替换等显而易见的改变，均属于本发明保护范围之内。