[发明专利]一种电子发射体及磁控管

说明书

本发明公开了一种电子发射体及磁控管，电子发射体，其特征在于，包括发射柱、金属基底和碳纤维束；碳纤维束为多束，分散固定在金属基底上；发射柱为圆柱体形，金属基底贴附在发射柱的周向的外侧壁上。该电子发射体结构简单，易于实施，工作温度。

技术领域

本发明涉及一种电子发射体及磁控管。

背景技术

磁控管作为一种结构小巧的微波发生器，是电能与微波能的核心换能设备。磁控管由阴极、发射体、高频互作用腔、提取器等组成。发射体的主要作用是在外加电压的施加下发射出高能电子，高能电子与高频互作用腔发生谐振耦合作用后，实现电能到微波能的转换。

磁控管的发射体是整管的心脏，其性能直接决定了磁控管的工作特性、使用条件和使用时间。常见的磁控管发射体由钨、钽、钼、金属氧化物、碳化钍钨、钯钡合金等金属材料制成，通小电流加热到规定温度后就具备电子发射能力，被称为热阴极发射体。热阴极发射体在连续波磁控管中广泛使用。热阴极发射体的加热电流一般在10安培量级，工作电压一般在几千伏至几十千伏，工作电流一般也在10安培量级。当工作电压达到几十万伏量级、工作电流达到几千安培量级时，热阴极发射体基本无法使用，会引发瞬间烧蚀和爆断。

当工作电压达到几十万伏量级、工作电流达到几千安培量级时，科研人员提出采用天鹅绒材料代替金属材料，不再通电流对其加热，而是利于高电压和大电流产生的瞬时超高能量直接激发出电子。采用天鹅绒材料的磁控管发射体被成为冷阴极发射体。天鹅绒作为一种非金属材料，虽然具有电子发射阈值低、通流能力强的特点，但由于其材料和组成结构本身的限制，当反复受瞬时超高能量轰击后，很快会形成局部烧蚀和脱绒现象，电子发射能力迅速下降，一般在100个脉冲左右就要进行更换，寿命十分有限，对实际使用产生严重影响。

因此，有必要设计一种电子发射体及磁控管。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种电子发射体及磁控管，该电子发射体及磁控管结构简单，易于实施。

发明的技术解决方案如下：

一种电子发射体，包括发射柱、金属基底和碳纤维束；

碳纤维束为多束，分散固定在金属基底上；

发射柱为圆柱体形，金属基底贴附在发射柱的周向的外侧壁上。

金属基底上设有多个圆孔；多个圆孔呈多行多列排布，每一个圆孔中插装有一束所述的碳纤维束。

圆孔的直径为0.6-0.8mm，相邻的圆孔的中心间距为1.2～1.4mm。

圆孔的直径为0.8mm，相邻的圆孔的中心间距为1.4mm。

碳纤维束为多丝碳纤维束。

多丝碳纤维束采用由单丝直径7um，电阻率1.6*10^-3Ω/cm³的6k碳纤维束制成。

发射柱的周向的外侧壁上设有限位槽。

限位槽的深度为1～1.5mm。

限位槽的宽度为磁控管工作波长的1/3。

一种磁控管，包括前述的电子发射体。

有益效果：

本发明是针对现有磁控管，特别是在工作电压几十万伏量级、工作电流几千安培量级情况下运行时，发射体易烧蚀、寿命短的问题，提出基于碳纤维材料的一种大通流、长寿命电子发射体，达到高功率磁控管的稳定、高效和长时间运行的目的。

本发明设涉及的磁控管包括常规磁控管(magnetron)和相对论磁控管(relativistic magnetron)，本发明的电子发射体尤其指一种能够在高电压、大通流情况下具有较长使用寿命的电子发射体。