石墨烯作为X射线管阴极及其X射线管

摘要

本发明公开石墨烯作为X射线管阴极，以及一种高效率石墨烯阴极场发射X射线管。石墨烯阴极场发射X射线管包括阴极组件，阳极组件和真空玻管；其中，阴极组件包括石墨烯阴极。它具有转换效率高，杂散射线少，在医疗、安检等领域应该时减少人体所承受的辐射剂量；易于实现微焦点X射线管，发射能力强，耐压高，可广泛应用于半导体检测，工业探伤等领域；可控性好，无需加热阴极，瞬时发射，通过调节栅极电压，控制电子发射数量，控制管电流。还具有稳定性好，寿命长的特点。

主权项

一种石墨烯阴极场发射X射线管，包括阴极组件，阳极组件，真空玻管；其特征在于，阳极组件包括阳极靶、可伐圈和阳极柄，阳极靶与阳极柄为一个整体；可伐圈的一端通过中频电源加热银铜焊料与阳极靶焊接，另一端与真空玻管烧结，使阳极靶密封于真空玻管内，阳极柄延伸出真空玻管外用于接阳极高压；阴极组件包括阴极头，阴极罩，玻璃芯柱，阴极座，石墨烯阴极，工艺灯丝，陶瓷绝缘柱，钼支杆，可伐芯柱；陶瓷绝缘柱由第一陶瓷绝缘柱、第二陶瓷绝缘柱和第三陶瓷绝缘柱三个组成，钼支杆由第一钼支杆、第二钼支杆、第三钼支杆和第四钼支杆四个组成，可伐芯柱由第一可伐芯柱、第二可伐芯柱、第三可伐芯柱和第四可伐芯柱四个组成；阴极头上端开大小两个矩形槽分别用于安装石墨烯阴极及工艺灯丝，石墨烯阴极点焊在阴极座表面，第一钼支杆和第二钼支杆的一端支撑阴极座，第一钼支杆和第二钼支杆另一端分别穿过第二陶瓷绝缘柱和第三陶瓷绝缘柱与阴极头绝缘，第一钼支杆、第二钼支杆的任一支的另一端与第一可伐芯柱通过可伐丝焊接，另一支悬空；工艺灯丝通过第四钼支杆与阴极头连接，另一端通过第三钼支杆穿过第一陶瓷绝缘柱与第四可伐芯柱连接；第一陶瓷绝缘柱、第二陶瓷绝缘柱和第三陶瓷绝缘柱分别通过螺丝挤压的方式与阴极头固定，并将石墨烯阴极与阴极头绝缘；阴极罩与阴极头铆接为一个整体，第二可伐芯柱、第三可伐芯柱一端点焊在阴极头的下端，第一可伐芯柱、第二可伐芯柱、第三可伐芯柱和第四可伐芯柱的另一端穿过玻璃芯柱用于外部电气连接；玻璃芯柱、真空玻管、可伐圈通过玻璃烧结形成一个密封整体，将阴极组件、阳极靶密封于真空玻管内；阴极罩上端开大小两个矩形孔，小孔对应工艺灯丝，大孔对应石墨烯阴极；在所述石墨烯阴极场发射X射线管中，高压通过阳极柄引入，石墨烯阴极通过可伐芯柱接地，阳极靶与石墨烯阴极之间的高压使石墨烯阴极发射电子，阴极头和阴极罩铆接为一个等电位体，作为X射线管的栅极；在栅极与石墨烯阴极间加‑2000—+2000v电压，控制电子发射大小，所述‑2000—+2000v的高压使电子在高压电场的作用下加速轰击阳极靶从而产生X射线。