离子层对铝阴极的保护技术制造技术

技术编号:3316296 阅读:147 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
一种离子层对铝阴极的保护技术属于气体放电电子器件生产工艺。该技术将锆铝汞片点焊在氧化的铝阴极上,再将铝阴极装入电子器件中并抽真空,再用高频电炉对铝阴极和锆铝汞片除气后,用高频炉加热线圈对锆铝汞片加热激活并同时释放汞蒸汽,形成汞离子保护层。该离子层可以保护铝冷阴极,防止溅射现象发生,延长该类器件的工作寿命。该技术已用于内腔式玻璃结构的氦氖激光管生产中。(*该技术在2006年保护过期,可自由使用*)

【技术实现步骤摘要】
本发展属于气体放电电子器件生产技术。离子层保护铝冷阴极的技术,主要用于气体放电的电子器件的生产工艺中。保护铝冷阴极,防止铝溅射,可以延长该类电子器件的工作寿命。国内外目前普遍使用氧化法保护铝阴极,即在铝阴极外表面用氧气氛放电的方法生长氧化层(三氧化二铝),用它覆盖裸体铝阴极,以防止被放电气体粒子碰撞而溅射。这种方法有两个缺点一是氧化不易完整,不能彻底克服铝阴极溅射现象,二是铝阴极表面覆盖了一层氧化铝,因此造成了铝阴极发射电子的困难。这样,会造成阴极放电区的电场强度增大,导致放电气体粒子动能增大,高动能的粒子碰撞在阴极表面,还是会引起阴极溅射。因此,用氧化法保护的铝阴极寿命是有限的。本专利技术利用一种低电离电位的金属元素汞,在铝阴极表面的阴极放电区形成离子化保护层。该离子层的作用,是防止气体放电的离子直接碰撞铝表面,防止发生阴极溅射现象,从而延长了气体放电电子器件的使用寿命。本专利技术的构思是,用光谱纯铝作为气体放电的电子器件的冷阴极时,由于铝表面受到气体放电粒子碰撞,铝原子会脱离铝表面飞溅出来,即发生所谓阴极溅射,使铝阴极损伤,影响了电子器件的使用寿命。为克服铝阴极溅射,需要对铝阴极表面完善保护。本专利技术采用汞离子层完整地保护了铝阴极表面,它有两大优点一是光谱纯的汞蒸气原子,被气体放电粒子电泳到阴极表面附近,形成完整的汞离子保护层。这种保护层是由电泳效应形成的一种动态保护层,它会无孔不入地保护住铝阴极的每一部分,因而可使保护绝对完整;第二个优点是,由于汞原子的电离电位远低于气体放电原子,在铝阴极的阴极放电区,存在一层低电离电位的汞离子层,这样就大大降低了阴极放电区的电场强度,因而,汞离子的动能减小,它对铝阴极的碰撞损伤作用显著下降,有效地防止了铝原子飞离铝阴极表面,因此,不会发生有害的阴极溅射效应,从而延长了铝阴极的使用寿命。本专利技术采用气态汞离子层保护铝阴极表面,能做到保护完整;另外,由于汞原子电离电位低,在阴极放电区存在一层低电离电位的离子层,显著地降低阴极放电区的电场强度,使汞离子向铝阴极传递电荷过程中,对铝阴极碰撞动能极小。由于以上两点,克服了铝阴极溅射现象,可以大大延长铝阴极的使用寿命,从而使气体放电的电子器件的使用寿命大幅度提高。本专利技术实现的最佳方式是,利用放电氧化法将铝阴极在纯氧中放电氧化(氧气2乇,氧化电流密度0.4~0.5mA/cm2,氧化2小时);再将锆铝汞片(0.5~2cm2)点焊在铝阴极上;再将铝阴极装配入电子器件中(如内腔式氦氛激光管);再将激光管接在真空台上,抽真空至10-5乇;再用高频电炉(400℃)对铝阴极和锆铝汞片除气(真空度保持在1~5×10-5乇);再将氦氖激光管中充入氦氖气体3;再将激光管从真空台上封割下来;再用高频炉加热线圈对锆铝汞片加热750℃~1000℃时间30~90秒,将锆铝汞片激话,以发挥其吸气剂的作用,并同时释放汞蒸气为1~5×10-3乇。实现本方法使用的点焊机、真空台、3千瓦高频炉系公知公用的常规设备,无特殊要求。离子层保护冷阴极的技术,首先使用于内腔式玻璃结构的氦激光管中。这种激光管的阴极是铝冷阴极,利用气体的辉光放电来工作。气体放电使铝冷阴极产生溅射,因而影响工作寿命。将气体状态的低电位的汞元素充入放电管,借助于气体放电的电泳效应,将汞蒸气固限于铝阴极的放电区。形成气态的汞离子层,保护住铝阴极表面,从而防止气体放电离子直接碰撞铝表面,克服了阴极溅射观象。由此,使用该技术生产的氦氖激光管平均无故章时间(MTBF)由八千小时提高到二万二千小时(中国计量科学研究学院的测试报告),达到了国际先进水平(美国GRIOT公司向我国出口的同类产品为一万八千五百小时)。其中有的样管点燃寿命已达七万二千小时,输出功率仍保持不变,超过国内外先进水平。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种离子层对铝阴极的保护技术,利用放电氧化法,将铝阴极在纯氧中完善氧化,形成氧化层,本专利技术的特征在于,将锆铝汞片点焊在铝阴极上,对铝阴极和锆铝汞片除气后,再加热激活锆铝汞片,使其释放汞蒸气。

【技术特征摘要】
1.一种离子层对铝阴极的保护技术,利用放电氧化法,将铝阴极在纯氧中完善氧化,形成氧化层。本发明的特征在于,将锆铝汞片点焊在铝阴极上,对铝阴极和锆铝汞片除气后,再加热激活锆铝汞片,使其释放汞蒸气。2.根据权利要求1所说的离子层对铝阴极保护技术,其特征在于,所说的锆铝汞片的面积为0.5~2cm2...

【专利技术属性】
技术研发人员:王喜山
申请(专利权)人:山东师范大学
类型:发明
国别省市:37[中国|山东]

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1
相关领域技术
  • 暂无相关专利