一种无损检测钡钨阴极基体均匀性的装置及方法与流程

1.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：

2.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。
3.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。


技术实现要素：

4.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。
5.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。
6.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。
7.优选的，所述钡钨阴极基体选用多孔钨。
8.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。
9.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。
10.一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。
11.优选的，在s3中选用高倍数码相机进行拍摄。
12.优选的，在s3中钢瓶氮气的输出压强在0.05～0.1mpa。
13.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。
14.（2）、该无损检测钡钨阴极基体均匀性的装置及方法，采用高倍数码相机记录气体从多孔钨基体液面逸出时的时间点及形态，即气泡开始逸出时的时间点及形态、气泡扩散至全表面时的时间点及形态，本发明将两者的时间差和气泡逸出时的形态作为均匀性的判断标准，即气泡逸出时间差小、气泡分布分散的基体较为均匀。
附图说明
15.图1为本发明的立体示意图；图2为本发明的正剖视图；图3为本发明中钡钨阴极基体内气泡开始逸出状态示意图；图4为本发明中钡钨阴极基体内气泡扩散至全面状态示意图。
16.图中：1、底座；2、下压板；3、真空橡皮；4、上压板；5、钡钨阴极基体；6、上盖；7、无水乙醇；8、放气阀；9、钢瓶氮气。
具体实施方式
17.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。
18.请参阅图1
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图4，本发明提供一种无损检测钡钨阴极基体均匀性的装置，包括底座1，底座1的内部由上至下依次安装有上压板4、真空橡皮3和下压板2，真空橡皮3的中心处嵌入有钡钨阴极基体5，上压板4的上端可拆卸连接有上盖6，上压板4的中心处内注有无水乙醇7，底座1通过放气阀8连接有钢瓶氮气9。
19.本实施例中，优选的，底座1的内部设有沉槽，沉槽的尺寸与上压板4、真空橡皮3和下压板2的直径相适配，上压板4、真空橡皮3和下压板2扣接在沉槽内，真空橡皮3与上压板4和下压板2相粘合。
20.本实施例中，优选的，钡钨阴极基体5选用多孔钨。
21.本实施例中，优选的，上盖6下端面的内部设有内螺纹，底座1上端的外侧壁设有外螺纹，底座1与上盖6通过螺纹相连接，通过此种设置便于实现上盖6与底座1的连接稳定性，
在上盖6的作用下能够保证上压板4、真空橡皮3和下压板2的安装稳定性，通过对上盖6的拆卸便于对上压板4、真空橡皮3和下压板2进行取放。
22.本实施例中，优选的，上压板4、真空橡皮3和下压板2的中心处开设有直径相一致的同心圆通孔，上压板4内的通孔便于注入无水乙醇7，真空橡皮3和下压板2内的通孔便于安装钡钨阴极基体5。
23.一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1固定在平面上，并连接好放气阀8和钢瓶氮气9；s2、将钡钨阴极基体5嵌入真空橡皮3中，依次将下压板2、真空橡皮3和上压板4放入底座1中，并旋紧上盖6；s3、在上压板4的中心孔中注满无水乙醇7，打开钢瓶氮气9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。
24.本实施例中，优选的，在s3中选用高倍数码相机进行拍摄。
25.本实施例中，优选的，在s3中钢瓶氮气9的输出压强在0.05～0.1mpa。
26.本发明的工作原理及使用流程：底座1的内部由上至下依次安装有上压板4、真空橡皮3和下压板2，底座1的内部设有沉槽，沉槽的尺寸与上压板4、真空橡皮3和下压板2的直径相适配，上压板4、真空橡皮3和下压板2扣接在沉槽内，真空橡皮3与上压板4和下压板2相粘合，真空橡皮3的中心处嵌入有钡钨阴极基体5，钡钨阴极基体5选用多孔钨，上压板4的上端可拆卸连接有上盖6，上盖6下端面的内部设有内螺纹，底座1上端的外侧壁设有外螺纹，底座1与上盖6通过螺纹相连接，通过此种设置便于实现上盖6与底座1的连接稳定性，在上盖6的作用下能够保证上压板4、真空橡皮3和下压板2的安装稳定性，通过对上盖6的拆卸便于对上压板4、真空橡皮3和下压板2进行取放，上压板4的中心处内注有无水乙醇7，底座1通过放气阀8连接有钢瓶氮气9，开启放气阀8后，能够将钢瓶氮气9内的氮气注入钡钨阴极基体5内部，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。
27.具体工作方法如下：s1、将底座1固定在平面上，并连接好放气阀8和钢瓶氮气9；s2、将钡钨阴极基体5嵌入真空橡皮3中，依次将下压板2、真空橡皮3和上压板4放入底座1中，并旋紧上盖6；s3、在上压板4的中心孔中注满无水乙醇7，打开钢瓶氮气9阀门，调节输出压强至0.05～0.1mpa，从显微镜中观察气泡逸出情况，同时用高倍数码相机进行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。