专利名称：磁控管的制作方法
技术领域：
本发明涉及石兹控管。
背景技术：
真空管到达其寿命的终止。除了磁控管和其他交叉束射管以外，所有 的真空管主要通过蒸发而损失其活性阴极材料。蒸发完全取决于阴极 工作时的温度，而不取决于运行水平，因此，如果已知阴极温度，则 大多数使用者可足够准确地预测该设备的寿命。由于阴极材料主要由 于濺射而损失，故难以预测磁控管和类似管的寿命。溅射意味着阴极材料由于离子轰击而损失。通过电子与气体原子 的碰撞，就在磁控管中以及在其他真空管中形成离子，该气体原子从真空密封外壳(vacuum envelope)和阴极材料中蒸发。阴离子将被吸引 至真空设备的阳极部分，而阳离子将朝向阴极加速并且造成材料的损 失。由于阴极居中地位于将可能产生离子的区域中，故相比于其他真 空设备，磁控管由于溅射而遭受更多的阴极损坏，这意味着对电离原 子的更多电子的电流密度高于束射管中的电流密度，该阴极比相当的 束射管中的阴极要更大，并且真空体积远小于相当的束射管中的真空 体积，故残余气体密度将更高。溅射速率取决于设备处理的质量，这是由于可通过以更高温度 以及更长久地进行处理来降低残佘气体水平；额定功率(更大的阴极电 流意味着可引起电离的更多电子)；真空密封外壳的温度(由于升高其 温度将增加气体水平)；输入和输出条件；和故障事件(诸如起弧，其 可引起局部过热，从而产生气体)。经常以不同的按照小时的功率输出，来使用磁控管(例如，当用于 医疗的线性加速器时，不同的治疗类型需要显著不同的功率水平，表面癌症(surface cancer)需要低功率，X射线治疗需要高功率)，并且在 使用中这与运行温度中的变化相结合，处理中的任何变化使寿命为可 变的和不可预测的。磁控管在雷达、医疗的线性加速器和一些工业处理中用作微波 源。在所有这些情况中，使用者需要执行保护性的维护，以减小计划 以外的停工时间。为了降低仪器故障的风险，使用者希望对具有有限 寿命的物件刚好在其失效前进行更换。为此，尽管存在不同的操作条 件和管的历史，但是，该寿命需要是可预测的。发明内容本发明提供一种磁控管，其包括隔离表面，该隔离表面暴露于阴 极，以便在操作时接收从阴极损失的材料。收集在该表面上的材料将与阴极的累积损失相关，例如成比例， 并且使得估计磁控管的寿命终止成为可能。
现在将参考附图作为实施例地详细描述执行本发明的方法，在附 图中图1是通过根据本发明的第一磁控管的示意性轴向截面图，其中 空腔由叶片限定；图2是通过根据本发明的第二磁控管的阳极的示意性轴向截面 图，其中空腔为孔-和-槽型；和图3是图2所示的磁控管的一部分的放大视图。
具体实施方式
在整个所有附图中，为相同的部分提供相同的附图标记。 参考图1，磁控管包括阴极1和阳极2，该阳极2包括叶片3。磁控管的内部被排空，阴极维持在高的负电势。磁极件(pole piece)(未显 示)提供沿轴向方向的^f兹场。根据本发明，陶瓷盘4安装在一个阳极空腔5的后部处，该陶瓷 盘面向阴极l,并且处于观察阴极1时的视线中。该盘安装在合金的 套管6中，该套管6钎焊(brazed)在形成于阳极壁中的开口的内部上。 引导件(lead)7延伸通过陶瓷盘。该盘的周边^皮金属化，并且钎焊在套 管的内部上。因此维持阳极中的真空的完整性。在使用磁控管时，阴极材料将从阴极賊射，并且沿直线行进至阳 极、磁极件、叶片，并且由于其暴露于阴极而行进至陶覺盘4。位于 陶瓷盘上的阴极材料将形成传导膜。该溅射材料将为诸如镍或钼的阴 极基金属和诸如钡和锶的活性金属和/或其氧化物的混合物。溅射材料 将在该表面上形成导电膜，该导电膜的电阻将与溅射材料的厚度成反 比。借助于陶资盘中心的引导件，来测量该膜的电阻，从而测量引导 件和套管6(或磁控管外部上的任意点)之间的电阻。所沉积的膜的电阻 可用于连续地监控溅射材料的量，从而始终知晓剩余的寿命。将电阻 测量值与对应于磁控管寿命终止的通过实验得到的参考值进行比较。已知到阴极寿命终止时所损失的材料量测试多个磁控管，比较 监控的电阻值与同样为寿命指示器的二极管发射的损失，并且记录在 寿命终止时的电阻值。还可以在任何时候测量电阻值，并且在此时刻 打开磁控管并测量阴极的材料损失，以便形成参考值。顾客然后可计 划进行更换。因为陶瓷盘4定位在空腔的后部附近，故其将不暴露于电场。中 心导体和中心导体位于其中的阳极中的孔洞作为同轴线，从而将引导 件从任何的RF拾取(pick up)屏蔽开。其他优点在于，制造者可在初始测试中测量溅射速率，从而提供 处理故障的早期警告，并且能够知道引起过多溅射以及将缩短寿命的 任何仪器故障。使用者可确定操作条件如何影响磁控管的寿命。在管 进行操作、待机或作为备品备件搁置起来时，可连续地监控损耗和损耗速率。虽然本发明将更加难以(尽管有可能)结合在以更高频率，诸如大于5GHz的频率操作的磁控管中(由于磁控管的小尺寸)，但是， 本发明可适用于磁控管的所有频率、功率水平和用途。在以上的实施例中，该盘的直径可为3mm。陶资材料可为氧化铝。 陶瓷盘可涂有钼/锰涂料，并且然后在高温(例如1600。C)下烧制，使得 该涂料结合在该陶瓷上，以形成可利用高温焊料来焊接的表面。套管 的材料可为Kovar(柯伐合金)或相似的合金，其具有与陶瓷盘相同的热 膨胀，因此可容易地连接在该盘上。通过将金属化的层烧结在孔周围 的盘表面上，可将引导件7密封在该盘上。然后，利用金/4艮/铜/镍焊 料，可将引导件钎焊在金属化层上。在不脱离本发明的范围的情况下，各种变型当然是可能的。因此， 可使用除陶瓷以外的隔离材料的类型。隔离材料可放置在阴极的视线 内的任何位置处，以收集溅射材料。如果该隔离体为透明的并且可通 过该隔离体观察到该阴极(该阴极通常将在750。C和IOO(TC之间操作， 故其将发红)，则光传输的减少也可用作溅射材料膜的测量。然而，该 方法具有如下缺点，即阴极的温度以及因此阴极的亮度不仅取决于输 入条件，而且取决于围绕它的阳极的反射率，阳极的反射率将随着溅 射材料的沉积而变化。阴极的反射率也将通过溅射材料来改变。参考图2和3，第二磁控管具有孔和槽的类型。其中一个空腔被 钻通，以容纳安装在套管6中的陶瓷盘4。具有与阳极相同的膨胀系 数的另一套管8钎焊在阳极上并且钎焊在套管6上，陶瓷盘4又钎烊 在套管6上，以便形成真空密封的连接。陶瓷盘的构造、布置和操作 与第一实施例相同。
权利要求
1.一种磁控管，所述磁控管包括隔离表面，所述隔离表面暴露于阴极，以便在操作时接收从所述阴极损失的材料。
2. 根据权利要求1所述的磁控管，其特征在于，所述隔离表面位 于阳极空腔的后部处。
3. 根据权利要求2所述的磁控管，其特征在于，所述磁控管包括 用来测量沉积在所述隔离表面上的膜的电阻的机构。
4. 根据权利要求3所述的磁控管，其特征在于，所述电阻测量机 构包括延伸通过所述隔离表面的导体。
5. 根据权利要求1至4中的任一项所述的磁控管，其特征在于， 所述隔离表面由陶瓷材料的区域所限定。
6. 根据权利要求5所述的磁控管，其特征在于，所述陶瓷材料为 氧化铝。
全文摘要
一种磁控管，具有阴极(1)和阳极(2)，该阳极(2)具有叶片(3)，该磁控管具有位于其中的隔离表面(4)，其面向阴极并且由于阴极处的溅射从阴极接收材料。导体(7)使得这样沉积的膜的电阻能够被测量，从而提供对该膜厚度和磁控管使用寿命的指示。
文档编号H01J25/00GK101276723SQ20081008644
公开日2008年10月1日 申请日期2008年3月11日 优先权日2007年3月30日
发明者M·B·C·布雷迪 申请人:E2V技术(英国)有限公司