一种用于对比实验的真空二极管装置

本实用新型涉及真空电子技术领域，具体来说，涉及一种用于对比实验的真空二极管装置。

背景技术：

随着大功率微波电真空器件的发展，对其“心脏”部件—阴极的要求也越来越高，要求阴极不仅具有较大的热发射能力，而且还具有较长的工作寿命。热发射和寿命特性作为阴极的两个重要的工作性能指标，一般阴极在应用到实际大功率微波电真空器件中之前，都会对这两个工作性能指标进行测试，不同种类的阴极其热发射能力以及寿命长短都会不同。一般来说，每个阴极的热发射性能及寿命特性都会在不同的真空二极管里面测试，然而不同的真空二极管里面的工作环境往往会有一定的差异，如果差异过大就有可能导致同一种阴极在不同的真空二极管里面测试获得的热发射及寿命都不相同，这样一来就无法对比到底哪一种阴极的热发射能力更好，寿命更长。

技术实现要素：

针对相关技术中的问题，本实用新型提出一种用于对比实验的真空二极管装置，解决现有的用于对比实验的真空二极管装置测试精度低，无法判断对比到底哪一种阴极的热发射能力更好，寿命更长的问题。

为了实现上述技术目的，本实用新型的技术方案是这样的：

设计一种用于对比实验的真空二极管装置，包括密封玻璃壳，所述密封玻璃壳内设置有容腔，所述容腔内固设有钼阳极片，所述容腔的底端固设有基板，所述基板上均匀设置有若干个导电芯柱，所述钼阳极片、导电芯柱之间通过阳极金属镍杆相连，所述钼阳极片的正上方固设有两个间热式阴极，两个所述间热式阴极均通过阴极金属镍杆连接所述导电芯柱，与所述阳极金属镍杆相连的导电芯柱连接电源正极，与所述阴极金属镍杆相连的导电芯柱连接电源负极，所述密封玻璃壳的顶端设置有高真空接口，所述高真空接口连接三级真空泵系统；所述间热式阴极包括镍筒，所述镍筒的底端设置有钨海绵体，所述镍筒的内部为空心，所述镍筒内设置有热子组件，所述热子组件的顶端与所述阴极金属镍杆相连。

进一步，所述间热式阴极和钼阳极片之间的垂直距离为0.5-2mm，两个所述间热式阴极之间的距离为5-10mm。

进一步，所述钨海绵体的孔度为1-5μm。

进一步，所述钼阳极片直径大于两个所述间热式阴极直径之和。

进一步，所述间热式阴极的直径为1-5mm，高度为5-10mm。

本实用新型的有益效果：这种用于对比实验的真空二极管装置能够为测试不同种类阴极的热发射性能以及寿命特性提供完全相同的测试环境(例如，相同的真空度、阳极片、温度等)，通过对比实验能够科学精确的获得热发射更大、寿命更长的新型阴极；此外，该装置造价便宜，操作容易，且能够重复使用，这对研制大功率长寿命微波电真空器件用阴极具有重要意义。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是根据本实用新型实施例所述一种用于对比实验的真空二极管装置的结构示意图；

图2是根据本实用新型实施例所述一种用于对比实验的真空二极管装置中间热式阴极的结构示意图

图中：1、高真空接口；2、密封玻璃壳；3、阴极金属镍杆；31、阳极金属镍杆；4、间热式阴极；5、钼阳极片；6、导电芯柱；7、热子组件；8、镍筒；9、钨海绵体。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1-2所示，根据本实用新型实施例所述的一种用于对比实验的真空二极管装置，包括密封玻璃壳2，所述密封玻璃壳2内设置有容腔，所述容腔内固设有钼阳极片5，所述容腔的底端固设有基板，所述基板上均匀设置有若干个导电芯柱6，所述钼阳极片5、导电芯柱6之间通过阳极金属镍杆31相连，所述钼阳极片5的正上方固设有两个间热式阴极4，两个所述间热式阴极4均通过阴极金属镍杆3连接所述导电芯柱6，与所述阳极金属镍杆31相连的导电芯柱6连接电源正极，与所述阴极金属镍杆3相连的导电芯柱6连接电源负极，所述密封玻璃壳2的顶端设置有高真空接口1，所述高真空接口1连接三级真空泵系统；所述间热式阴极4包括镍筒8，所述镍筒8的底端设置有钨海绵体9，所述镍筒8的内部为空心，所述镍筒8内设置有热子组件7，所述热子组件7的顶端与所述阴极金属镍杆3相连。

在本实施例中，所述间热式阴极4和钼阳极片5之间的垂直距离为0.5-2mm，两个所述间热式阴极4之间的距离为5-10mm。

在本实施例中，所述钨海绵体9的孔度为1-5μm，所述钨海绵体9用来存储热电子发射活性物质。

在本实施例中，所述钼阳极片5直径大于两个所述间热式阴极4直径之和。

在本实施例中，所述间热式阴极4的直径为1-5mm，高度为5-10mm。

在本实施例中，所述镍筒8是空心的，用来承装所述热子组件7。

在本实施例中，所述导电芯柱6用于连接所述金属镍杆3，所述金属镍杆3用于连接阴、阳极，同时可以用来固定阴、阳极的位置，用来连接所述热子组件7后给阴极提供热功率等

为方便对上述技术方案的进一步理解，现对其工作原理进行说明：

如图1-2所示，这种用于对比实验的真空二极管装置由高真空接口1、密封玻璃壳2、阴极金属镍杆3、间热式阴极4、钼阳极片5、导电芯柱6、热子组件7、镍筒8、钨海绵体9等组成。该装置能够为测试不同种类阴极的热发射性能以及寿命特性提供完全相同的测试环境(例如，相同的真空度、阳极片、温度等)。在利用热子组件7对两只间热式阴极4加热之前，确保密封玻璃壳2内真空度优于10^-4pa，使用该装置时，首先将高真空接口1接到三级真空泵系统，利用该系统对密封玻璃壳2进行抽真空处理，待真空度优于10^-5pa后，利用热子组件7将两只间热式阴极4加热到相同温度(750-1150℃)，继续抽真空至密封玻璃壳2内真空度优于10^-6pa，这时将间热式阴极4接负极，钼阳极片5接正极，即可进行对比热发射测试，热发射测试完毕之后，让两种阴极保持在相同的工作温度或是相同的热发射电流密度下等进行对比寿命测试。

在结构设计上，两个间热式阴极4除了钨海绵体9里面浸渍的电子发射活性物质不一样以外，其它结构、尺寸等是相同的；两个阴极位于钼阳极片5中心位置，阴极面相距钼阳极片5的垂直距离也是相同的，钼阳极片5直径远大于阴极面直径；金属镍杆3主要用于固定阴极和钼阳极片5以及导电。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。