[发明专利]可显示电子运动轨迹的示波管制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种可显示电子运动轨迹的示波管，属于示波管生产制造技术领域。

背景技术

示波管是利用电子束来显示电信号的器件，将电信号变成可视讯号，用于测量仪器及监测外来瞬间信号的显示器件。示波管由玻壳、电子枪、荧光屏、芯柱组成，玻壳用来维持一个高真空空间，使电子枪有一个良好工作环境；电子枪由发射系统、聚焦系统、偏转系统组成，能产生一束很细、可改变轨迹的的电子束；荧光屏用于显示电子束的运动轨迹；芯柱是玻壳内电子枪与玻壳外管座的连线，工作电压、管外讯号均通过芯柱加到电子枪上，使电子枪工作。

普通的示波管只能通过荧光屏发光显示电信号的波形，无法显示电子束在示波管中的运动轨迹，本示波管通过在示波管中充入惰性气体、利用电子束将惰性气体电离发光显示电子束运动轨迹、同时将信号波形显示在荧光屏上。这种示波管可在三维空间观察电子运动的轨迹，主要供给学校物理教学中作演示。

发明内容

本发明提出的是一种可显示电子运动轨迹的示波管，通过在示波管中充入惰性气体、利用电子束将惰性气体电离发光显示电子束运动轨迹、同时将信号波形显示在荧光屏上。这种示波管可在三维空间观察电子运动的轨迹。

本发明的技术解决方案：可显示电子运动轨迹的示波管制造方法，包括如下工艺步骤；

一、电信号的显示，电子枪采用静电聚焦、静电偏转模式，电子经电子发射系统发射，经静电聚焦系统聚焦，将聚焦好的电子束显示在荧光屏上，具体流程如下：

1）使用含8%～10%的HF酸溶液清洗玻壳以去除玻璃表面的灰尘、油污等污物，并将玻壳表面毛化，以便于荧光粉涂敷；

2）采用硅酸钾混合荧光粉溶液将荧光粉涂敷在玻璃屏幕上，由于该管加速电压只有200V，接近于荧光粉发光的最低发光阈值电压，因此荧光屏的厚度、硅酸钾的浓度均需控制，减少电子消耗在穿透荧光屏粉层上的能量而将绝大多数能量用于激发荧光粉发光，因此硅酸钾溶液的质量浓度控制在0.02%～0.04%；

3）在本产品中调制极膜孔直径为Ф1.5mm～Ф3.0mm，加速极不设置限流膜孔，从而提高阴极发射的电子利用率；

二、电子运动轨迹的显示，为了显示电子束运动轨迹首先将示波管抽真空至高真空并在高真空的状态下将阴极分解激活；然后待完成该步骤后，在示波管中充入1×10^-3Pa～10Pa的惰性气体；基次根据所需不同颜色充入氦气(绿色)、氖气(红色)、氩(紫色)等不同的惰性气体，在1×10^-3Pa～10Pa的真空度下，惰性气体分子在高能电子的轰击下产生电离并向电离点周围扩散，在扩散过程中电离的电子与电离的正离子复合发光，通过此原理在电子轨迹经过的路径上就会产生相应的发光线条，通过发光线条能观察到电子束运动的轨迹；

具体流程如下：

1）首先对示波管进行排气分解，抽真空至5×10^-3Pa以上；

2）对阴极进行分解激活，分解阴极涂层中的BaCO₃、CaCO_3、SrCO₃为BaO、CaO、SrO，并在阴极涂层中产生游离态Ba、Ca、Sr原子，这些Ba、Ca、Sr原子在加热到780℃以上，其外层的电子逸出产生电子发射；

3）待阴极分解激活完成后继续抽真空至5×10^-3Pa以上；

4）通过充气阀向真空系统充入100Pa～100000Pa的惰性气体并保持该真空5～10min；

5）抽真空至1×10^-3Pa～100Pa的范围；

6）示波管玻壳内表面不涂覆内导石墨层，以便于观察电子束的运动轨迹。

本发明的优点：实现了在向示波管输入信号时，一方面观察到了电子束在真空中的运动轨迹，另一方面将电信号的波形在示波管荧光屏上同步显示。本示波管主要用于教学仪器，作为初、高中及电子专科教学演示用，可演示电子束在电场或磁场中受到电场力或磁场力的作用下产生的偏转现象。

具体实施方式

实施例1

 可显示电子运动轨迹的示波管制造方法，工艺步骤；

一、电信号的显示，电子枪采用静电聚焦、静电偏转模式，电子经电子发射系统发射，经静电聚焦系统聚焦，将聚焦好的电子束显示在荧光屏上，具体流程如下：

1）使用含8%%的HF酸溶液清洗玻壳以去除玻璃表面的灰尘、油污等污物，并将玻壳表面毛化，以便于荧光粉涂敷；