[发明专利]一种无损检测钡钨阴极基体均匀性的装置及方法

说明书

本发明公开了一种无损检测钡钨阴极基体均匀性的装置及方法，包括底座，所述底座的内部由上至下依次安装有上压板、真空橡皮和下压板，所述真空橡皮的中心处嵌入有钡钨阴极基体，所述上压板的上端可拆卸连接有上盖，所述上压板的中心处内注有无水乙醇，所述底座通过放气阀连接有钢瓶氮气，本发明解决传统钨基体检测方法缺陷，用逸出的气泡表征孔的位置分布情况，从而实现钡钨阴极基体均匀性的无损检测，与压汞法相辅相成。

技术领域

本发明属于钨基体均匀性的无损检测技术领域，具体涉及一种无损检测钡钨阴极基体均匀性的装置及方法。

背景技术

阴极的电性能、长寿命、高可靠性取决于其发射能力、蒸发特性及抗中毒性，而阴极的发射能力、蒸发特性及抗中毒根源是阴极表面分布的大量活性钡以及活性钡的扩散速率。实现活性物质存储及蒸发、扩散、运输的动态平衡，是获得长寿命、高可靠阴极的关键。钨基体是钡钨阴极的骨架，用于储存活性物质及作为扩散通道，由于活性物质和基体的化学还原反应主要在微孔的边缘，其孔径大小、分布均匀性、闭孔率直接影响到阴极性能。如果钨基体的孔径分布范围过宽、孔洞分布不均、闭孔率高，必将使阴极表面出现非发射区，导致阴极发射均匀性与可靠性变差。

目前检测钡钨阴极基体孔径分布的常用方法压汞法。压汞法是依靠外加压力使汞克服表面张力进入阴极基体孔隙，从而测定孔径大小和孔径分布范围，但该方法无法表征孔的位置分布情况，且检测后的基体内部充满了汞，无法实现无损检测。

发明内容

本发明的目的在于提供一种无损检测钡钨阴极基体均匀性的装置及方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种无损检测钡钨阴极基体均匀性的装置，包括底座，所述底座的内部由上至下依次安装有上压板、真空橡皮和下压板，所述真空橡皮的中心处嵌入有钡钨阴极基体，所述上压板的上端可拆卸连接有上盖，所述上压板的中心处内注有无水乙醇，所述底座通过放气阀连接有钢瓶氮气。

优选的，所述底座的内部设有沉槽，沉槽的尺寸与上压板、真空橡皮和下压板的直径相适配，所述上压板、真空橡皮和下压板扣接在沉槽内，所述真空橡皮与上压板和下压板相粘合。

优选的，所述钡钨阴极基体选用多孔钨。

优选的，所述上盖下端面的内部设有内螺纹，所述底座上端的外侧壁设有外螺纹，所述底座与上盖通过螺纹相连接。

优选的，所述上压板、真空橡皮和下压板的中心处开设有直径相一致的同心圆通孔。

一种无损检测钡钨阴极基体均匀性的方法，包括如下步骤：

S1、将底座固定在平面上，并连接好放气阀和钢瓶氮气；

S2、将钡钨阴极基体嵌入真空橡皮中，依次将下压板、真空橡皮和上压板放入底座中，并旋紧上盖；

S3、在上压板的中心孔中注满无水乙醇，打开钢瓶氮气阀门，从显微镜中观察气泡逸出情况，同时拍摄气泡逸出全过程；

S4、整理气泡开始逸出时的时间点及照片、气泡扩散至全表面时的时间点及照片，计算两者的时间差，气泡逸出时间差小、气泡分布分散的基体较为均匀。

优选的，在S3中选用高倍数码相机进行拍摄。

优选的，在S3中钢瓶氮气的输出压强在0.05～0.1MPa。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

（1）、该无损检测钡钨阴极基体均匀性的装置及方法，利用气体的流体特性在不同条件下宏观上的差异来实现对钨基体孔分布均匀性的检测，根据欧拉法对流体运动的描述，流体的物理量是空间位置和时间的函数，则当空间位置一定时，流体质点的运动行程将只是时间的函数，表现在宏观上即为在一定空间位置上流体随时间的分布状态，依据气压法结构原理，则表现为多孔钨基体上表面气泡随时间的分布状态。