一种冷阴极微焦点X射线管的制作方法

一种冷阴极微焦点x射线管
技术领域
1.本发明涉及x射线管领域，具体为一种冷阴极微焦点x射线管。


背景技术：

2.x射线管是工作在高电压下的真空二极管。包含有两个电极：一个是用于发射电子的灯丝，作为阴极，另一个是用于接受电子轰击的靶材，作为阳极。两级均被密封在高真空的玻璃或陶瓷外壳内。
3.随着科技的发展，市场对微焦点x射线管有着迫切需求，传统热阴极微焦点x射线管尽管在一定程度上能满足要求，但其存在着诸如启动速度慢，工作寿命短，设备体积大，时间与空间分辨率不足等差强人意之处，因此需要设计一种冷阴极微焦点x射线管。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种冷阴极微焦点x射线管，以解决上述背景技术中提出的问题。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种冷阴极微焦点x射线管，所述一种冷阴极微焦点x射线管包括
6.外壳，所述外壳的中部一端外侧一体成型有出线端口，所述出线端口远离外壳的一端设置有卡座，所述卡座的内部卡接有窗口；
7.真空腔，所述真空腔开设于外壳的内部，所述外壳位于真空腔的内部一端设置有阴极底座，所述阴极底座靠近真空腔的一端设置有栅极，所述阴极底座靠近栅极的外侧设置有第一聚焦极，所述第一聚焦极的外侧设置有第二聚焦极；
8.阳极套，所述阳极套设置于外壳远离阴极底座的一侧内部，所述阳极套的中部固定套接有芯柱，所述芯柱靠近第二聚焦极的一侧表面设置有靶片。
9.进一步的，所述阴极底座的两端均固定套接有绝缘套，两个所述绝缘套的内部均固定套接有第一接线柱，两个所述第一接线柱靠近栅极的一侧固定连接第一聚焦极。
10.进一步的，所述栅极的中部固定连接有第二接线柱，所述第二接线柱远离栅极的一端穿过阴极底座设置于外壳的外部。
11.进一步的，所述第一聚焦极的内部卡接有第一透镜，所述第二聚焦极的内部卡接有第二透镜。
12.进一步的，所述栅极与阴极底座的两端均设置有绝缘垫。
13.进一步的，所述窗口使用铍材料制作而成。
14.进一步的，所述芯柱使用铜材料制作而成。
15.进一步的，所述绝缘套和绝缘垫均使用陶瓷材质制作而成。
16.进一步的，所述靶片使用钨材料制作而成。
17.进一步的，所述外壳使用透明绝缘玻璃材质制作而成。
18.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
19.1、本发明通过设置阴极底座，阴极底座在x射线管中起到提供电子的作用，采用碳纳米管冷阴极作为电子源，能够有效弥补传统热阴极的缺陷，阴极发射源的形状，尺寸对电子束斑的聚焦有着明显影响，本装置中的阴极底座使用最大外径为二十五微米的同心圆环作为电子源，杜绝电子源发热的问题，从而提高设备的工作寿命；
20.2、本发明通过设置栅极，栅极又称调制极，本装置中的栅极选择圆孔形状，通过在栅极上施加电压，从而在阴极底座与栅极之间形成强电场，降低碳纳米管阴极的表面势垒实现电子的场致发射，并且通过调节栅极电压能够实现对碳纳米管场发射电流大小的控制，为最终的可编程脉冲式x射线管提供可行性支持；
21.3、本发明通过设置第一透镜和第二透镜，由于从电子源发射出的电子是以发散的形式向前运动，因此需要通过第一聚焦极和第二聚焦极实现对电子束运动轨迹的约束，使电子束能够汇聚在芯柱一侧的靶片上，本装置采用双聚焦透镜的结构来实现电子束的进一步聚焦。
附图说明
22.图1为本发明一种冷阴极微焦点x射线管的整体结构示意图；
23.图2为本发明一种冷阴极微焦点x射线管的真空腔安装示意图；
24.图3为本发明一种冷阴极微焦点x射线管的靶片安装示意图；
25.图4为本发明一种冷阴极微焦点x射线管图2中的a处的放大示意图；
26.图5为本发明一种冷阴极微焦点x射线管图3中的b处的放大示意图。
27.图中：1、外壳；2、出线端口；3、卡座；4、窗口；5、真空腔；6、阴极底座；7、栅极；8、第一聚焦极；9、第二聚焦极；10、阳极套；11、芯柱；12、靶片；13、绝缘套；14、第一接线柱；15、第二接线柱；16、第一透镜；17、第二透镜；18、绝缘垫。
具体实施方式
28.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
29.请参阅图1-5，本发明提供一种技术方案：一种冷阴极微焦点x射线管，一种冷阴极微焦点x射线管包括
30.外壳1，外壳1的中部一端外侧一体成型有出线端口2，出线端口2远离外壳1的一端设置有卡座3，卡座3的内部卡接有窗口4；
31.真空腔5，真空腔5开设于外壳1的内部，外壳1位于真空腔5的内部一端设置有阴极底座6，阴极底座6靠近真空腔5的一端设置有栅极7，阴极底座6靠近栅极7的外侧设置有第一聚焦极8，第一聚焦极8的外侧设置有第二聚焦极9；
32.阳极套10，阳极套10设置于外壳1远离阴极底座6的一侧内部，阳极套10的中部固定套接有芯柱11，芯柱11靠近第二聚焦极9的一侧表面设置有靶片12，通过设置阴极底座6，阴极底座6在x射线管中起到提供电子的作用，采用碳纳米管冷阴极作为电子源，能够有效弥补传统热阴极的缺陷，阴极发射源的形状，尺寸对电子束斑的聚焦有着明显影响，本装置
中的阴极底座6使用最大外径为二十五微米的同心圆环作为电子源，杜绝电子源发热的问题，从而提高设备的工作寿命。
33.本发明中阴极底座6的两端均固定套接有绝缘套13，两个绝缘套13的内部均固定套接有第一接线柱14，两个第一接线柱14靠近栅极7的一侧固定连接第一聚焦极8，通过设置栅极7，栅极7又称调制极，本装置中的栅极7选择圆孔形状，通过在栅极7上施加电压，从而在阴极底座6与栅极7之间形成强电场，降低碳纳米管阴极的表面势垒实现电子的场致发射，并且通过调节栅极7电压能够实现对碳纳米管场发射电流大小的控制，为最终的可编程脉冲式x射线管提供可行性支持；
34.本发明中栅极7的中部固定连接有第二接线柱15，第二接线柱15远离栅极7的一端穿过阴极底座6设置于外壳1的外部；
35.本发明中第一聚焦极8的内部卡接有第一透镜16，第二聚焦极9的内部卡接有第二透镜17，通过设置第一透镜16和第二透镜17，由于从电子源发射出的电子是以发散的形式向前运动，因此需要通过第一聚焦极8和第二聚焦极9实现对电子束运动轨迹的约束，使电子束能够汇聚在芯柱11一侧的靶片12上，本装置采用双聚焦透镜的结构来实现电子束的进一步聚焦；
36.本发明中栅极7与阴极底座6的两端均设置有绝缘垫18；
37.本发明中窗口4使用铍材料制作而成；
38.本发明中芯柱11使用铜材料制作而成，通过设置芯柱11，由于阳极套10需要散热，因此除靶片12外的材料通常都选用铜制作而成，从而实现散热；
39.本发明中绝缘套13和绝缘垫18均使用陶瓷材质制作而成；
40.本发明中靶片12使用钨材料制作而成；
41.本发明中外壳1使用透明绝缘玻璃材质制作而成。
42.工作原理：本装置中的栅极7选择圆孔形状，通过在栅极7上施加电压，从而在阴极底座6与栅极7之间形成强电场，降低碳纳米管阴极的表面势垒实现电子的场致发射，并且通过调节栅极7电压能够实现对碳纳米管场发射电流大小的控制，阴极底座6在x射线管中起到提供电子的作用，采用碳纳米管冷阴极作为电子源，能够有效弥补传统热阴极的缺陷，阴极发射源的形状，尺寸对电子束斑的聚焦有着明显影响，本装置中的阴极底座6使用最大外径为二十五微米的同心圆环作为电子源，杜绝电子源发热的问题，由于从电子源发射出的电子是以发散的形式向前运动，因此需要通过第一聚焦极8和第二聚焦极9实现对电子束运动轨迹的约束，使电子束能够汇聚在芯柱11一侧的靶片12上，本装置采用双聚焦透镜的结构来实现电子束的进一步聚焦。
43.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
44.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明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，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。