一种离子源新型阴极结构的制作方法

本实用新型属于电子源技术领域，具体涉及一种离子源新型阴极结构。

背景技术：

离子束薄膜沉积和离子束材料改性技术是材料科学的一个重要分支，离子束技术的研究和推广取得了巨大的成就。

离子源是对薄膜进行离子束轰击的装置，其基本工作原理为：首先由阴极在离子源内腔产生等离子体，然后由两层或三层阳极栅格将离子从等离子腔体中抽取出来，这种离子源产生的离子方向性强，离子能量带宽集中，可广泛应用于真空镀膜中。但是，离子源的阴极电流波动大，输出不稳定，不易控制。

阳极一般采用镍铬不锈钢材料制成的圆柱状，而不锈钢圆柱中心开有锥形通孔，而锥形通孔的表面为阳极的工作面，该阳极的工作面在有氧气的条件下容易氧化形成致密的绝缘层，需要经常性的维护，维护间期短，增加了作业人员的工作量，降低了装置的工作周期。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足，本实用新型提供一种离子源新型阴极结构，能够解决上述背景技术的问题。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：一种离子源新型阴极结构，包括六硼化镧阴极、套杯和阳极，所述六硼化镧阴极安装在所述套杯内中心处，所述套杯前端套设有中心开设有锥形通孔的阳极，所述阳极锥形通孔的表面均匀分布有三棱锥，所述阳极锥形通孔的表面涂有一层金属层，所述阳极上非接触固定有栅极。

所述套杯为六硼化镧材料制成。

所述栅极采用金属栅网结构。

所述金属层为金属钨层。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1.本实用新型采用在阳极上非接触固定有栅极，使得阴极电流输出稳定，波动小，且大小可控，这个结构特征增加了电流密度，同时提高了电子发射的稳定性。

2.采用在阳极锥形通孔的表面涂有一层金属钨层，金属钨可耐高温且表面形成的氧化物不牢靠不致密，在有氧气的条件下，无法形成致密的绝缘层；而阳极锥形通孔的表面均匀分布有细微的三棱锥，进一大的降低了绝缘层的致密性，延长了维护周期，降低了作业人员的工作量，提高了装置的工作周期。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是图1中a处放大图。

附图中：1.六硼化镧阴极；2.套杯；3.阳极；4.金属层；5.三棱锥；6.栅极。

具体实施方式

如说明书附图中图1至图2所示的一种离子源新型阴极结构，包括六硼化镧阴极1、套杯2和阳极3，六硼化镧阴极1安装在套杯2内中心处，套杯2前端套设有中心开设有锥形通孔的阳极3，阳极3锥形通孔的表面均匀分布有三棱锥5，阳极3锥形通孔的表面涂有一层金属层4，阳极3上非接触固定有栅极6。

套杯2为六硼化镧材料制成。

栅极6采用金属栅网结构。

金属层4为金属钨层。

工作时，六硼化镧阴极1发射电子，电子束由栅极6控制其束流大小，阳极3的作用是引流，由于栅极6采用金属栅网结构且非接触固定在六硼化镧阴极1的上方(栅极6与六硼化镧阴极1不接触)，降低了六硼化镧阴极1开启电压和功率，提高了电流的稳定性，改变了电子束无序乱飞的束流状态；

金属钨可耐高温且表面形成的氧化物不牢靠不致密，在有氧气的条件下，阳极3锥形通孔的表面涂有一层金属钨层，使得锥形通孔的表面无法形成致密的绝缘层，而锥形通孔的表面均匀分布有细微的三棱锥，三棱锥使得锥形通孔的表面粗糙，使得锥形通孔表面的氧化物凹凸不平整，进一步降低了绝缘层的致密性，延长了维护周期，降低了作业人员的工作量。

综上所述，仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用来限定本实用新型实施的范围，凡依本实用新型权利要求范围所述的形状、构造、特征及精神所为的均等变化与修饰，均应包括于本实用新型的权利要求范围内。

技术特征：

1.一种离子源新型阴极结构，其特征在于：包括六硼化镧阴极(1)、套杯(2)和阳极(3)，所述六硼化镧阴极(1)安装在所述套杯(2)内中心处，所述套杯(2)前端套设有中心开设有锥形通孔的阳极(3)，所述阳极(3)锥形通孔的表面均匀分布有三棱锥(5)，所述阳极(3)锥形通孔的表面涂有一层金属层(4)，所述阳极(3)上非接触固定有栅极(6)。

2.根据权利要求1所述的一种离子源新型阴极结构，其特征在于：所述套杯(2)为六硼化镧材料制成。

3.根据权利要求1所述的一种离子源新型阴极结构，其特征在于：所述栅极(6)采用金属栅网结构。

4.根据权利要求1所述的一种离子源新型阴极结构，其特征在于：所述金属层(4)为金属钨层。

技术总结
本实用新型公开了一种离子源新型阴极结构，包括六硼化镧阴极、套杯和阳极，六硼化镧阴极安装在套杯内中心处，套杯前端套设有中心开设有锥形通孔的阳极，阳极锥形通孔的表面均匀分布有三棱锥，阳极锥形通孔的表面涂有一层金属层，阳极上非接触固定有栅极。本实用新型使得阴极电流输出稳定，波动小，且大小可控，阳极锥形通孔的表面无法形成致密的绝缘层，延长了维护周期，降低了作业人员的工作量。

技术研发人员：安建昊;唐欢欢
受保护的技术使用者：江苏普拉斯玛机械有限公司
技术研发日：2019.12.29
技术公布日：2020.07.28