本发明公开一种用于降低电子截获的场发射高精度双栅结构及其安装方法，双栅结构包括阴极基底、陶瓷底板、阴极、第一栅网金属片、第二栅网金属片、阳极板、第一陶瓷柱、第二陶瓷柱和第三陶瓷柱；阳极板设在陶瓷底板上方通过两个第一陶瓷柱连接，第一栅网金属片设在阳极板和陶瓷底板之间通过两个第二陶瓷柱与陶瓷底板连接；第二栅网金属片设在阳极板和第一栅网金属片之间通过两个第三陶瓷柱与陶瓷底板连接；第一栅网金属片和第二栅网金属片十字交叉设置，定位孔之间分别设有定位杆；阴极基底设在陶瓷底板底面中心部，阴极贯穿陶瓷底板与阴极基底连接。本发明能解决图形阴极与栅网孔之间对中难的问题，能大幅度提高栅网的对中问题，提高栅网透过率。
1.用于降低电子截获的场发射高精度双栅结构，包括阴极基底、阴极、阳极板，其特征在于：还包括陶瓷底板、第一栅网金属片、第二栅网金属片、第一陶瓷柱、第二陶瓷柱和第三陶瓷柱；所述阳极板设在陶瓷底板上方，阳极板和陶瓷底板之间通过两个第一陶瓷柱连接，第二栅网金属片与第一栅网金属片结构相同，中心部均设有栅网，栅网四个顶角外设有四个相互对称且完全相同的定位孔；第一栅网金属片设在阳极板和陶瓷底板之间，第一栅网金属片和陶瓷底板之间通过两个第二陶瓷柱连接；第二栅网金属片设在阳极板和第一栅网金属片之间，第二栅网金属片和陶瓷底板之间通过两个第三陶瓷柱连接；第一栅网金属片和第二栅网金属片十字交叉设置，第一栅网金属片、第二栅网金属片的定位孔之间分别设有定位杆；阴极基底设在陶瓷底板底面中心部，阴极贯穿陶瓷底板，阴极顶面与第一栅网金属片底面贴合，阴极底面与阴极基底顶面垂直连接。
2.根据权利要求1所述的用于降低电子截获的场发射高精度双栅结构，其特征在于：所述第一陶瓷柱顶端穿出阳极板，并通过第一螺母固定，底端穿出陶瓷底板，并通过第二螺母固定；第二陶瓷柱顶端穿出第一栅网金属片，并通过第三螺母固定，底端穿出陶瓷底板，并通过第四螺母固定；第三陶瓷柱顶端穿出第二栅网金属片，并通过第五螺母固定，底端穿出陶瓷底板，并通过第六螺母固定。
3.根据权利要求1或2所述的用于降低电子截获的场发射高精度双栅结构，其特征在于：所述阳极板上设有与第一陶瓷柱相匹配的第一通孔；第一栅网金属片上设有与第二陶瓷柱相匹配的第二通孔；第二栅网金属片上设有与第三陶瓷柱相匹配的第三通孔；陶瓷底板上分别设有与第一陶瓷柱、第二陶瓷柱、第三陶瓷柱相匹配的第一通孔、第二通孔、第三通孔；陶瓷底板上还设有与阴极相匹配的第四通孔。
4.权利要求1-3任意一项所述的用于降低电子截获的场发射高精度双栅结构的安装方法，其特征在于：包括以下步骤：
1)将第一栅网金属片通过两个第二陶瓷柱安装到陶瓷底板上，第二陶瓷柱顶部穿出第一栅网金属片用第三螺母固定旋紧，底部穿出陶瓷底板用第四螺母固定旋紧；
2)将第二栅网金属片通过两个第三陶瓷柱安装到陶瓷底板上，第三陶瓷柱顶部穿出第二栅网金属片用第五螺母固定旋紧，底部穿出陶瓷底板用第六螺母固定旋紧；
3)将阳极板通过两个第一陶瓷柱安装到底板上，第一陶瓷柱顶部穿出阳极板用第一螺母固定旋紧；底部穿出陶瓷底板用第二螺母固定旋紧；
4)将阴极与阴极基底垂直相接，阴极穿过陶瓷底板，阴极顶面贴紧第一栅网金属片，阴极基底与底板通过点焊固定。
5.根据权利要求4所述的用于降低电子截获的场发射高精度双栅结构的安装方法，其特征在于：所述步骤2)中，安装第二栅网金属片时，先将第二栅网金属片放在第一栅网金属片上方，然后用四个定位杆分别一一对应穿过第一栅网金属片、第二栅网金属片的四个定位孔，在显微镜境下对准栅网，通过第五螺母第六螺母固定旋紧后取出定位杆。
用于降低电子截获的场发射高精度双栅结构及其安装方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种用于降低电子截获的场发射高精度双栅结构及其安装方法，属于场发射技术领域。
背景技术
[0002] 常规条件下，场发射的三级结构是由阴极、栅网和阳极构成。依靠栅网的高电压拉出阴极的电子，而发射的电子一部分被栅网截获，一部分打到阳极。被栅网截获的电流会导致栅网温度升高，一方面栅网受热放气，使得真空条件变差，容易打火，阴极受损，另一方面栅网受热形变，会改变栅、阴之间的距离，严重的话导致短路；在一些功率很紧张的地方，如航天器上，为了得到合适的阳极电流，阴极必须要处于更高的发射中，这些就增加了总功率的负荷。因此降低栅网的截获是场发射器件应用的一个制约因素。通常的解决办法是用更细的丝做栅网，以期提高物理透过率，另外的设计就是阴极图形化设计，让每个阴极正对栅网的小孔，这样可以大大减少栅网的截获。前者栅丝受到机械强度的影响不可能太细，使得物理透过率的增长很有限，同时栅网的透过率比物理透过率小很多。后者，在阴极图形化的过程中，一方面阴极的图形化不容易高精度实现，另一方面受到制作工艺的限制，在阴极与栅网的对中上难以实现高精度对中，致使截获率居高不下。
发明内容
[0003] 发明目的：为克服现有技术不足，本发明提供一种用于降低电子截获的场发射高精度双栅结构及其安装方法。
[0004] 技术方案：为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
[0005] 一种用于降低电子截获的场发射高精度双栅结构，包括阴极基底、陶瓷底板、阴极、第一栅网金属片、第二栅网金属片、阳极板、第一陶瓷柱、第二陶瓷柱和第三陶瓷柱；所述阳极板设在陶瓷底板上方，阳极板和陶瓷底板之间通过两个第一陶瓷柱连接，第二栅网金属片与第一栅网金属片结构相同，中心部均设有栅网，栅网四个顶角外设有四个相互对称且完全相同的定位孔；第一栅网金属片设在阳极板和陶瓷底板之间，第一栅网金属片和陶瓷底板之间通过两个第二陶瓷柱连接；第二栅网金属片设在阳极板和第一栅网金属片之间，第二栅网金属片和陶瓷底板之间通过两个第三陶瓷柱连接；第一栅网金属片和第二栅网金属片十字交叉设置，第一栅网金属片、第二栅网金属片的定位孔之间分别设有定位杆；阴极基底设在陶瓷底板底面中心部，阴极贯穿陶瓷底板，阴极顶面与第一栅网金属片底面贴合，阴极底面与阴极基底顶面垂直连接。
[0006] 工作原理：本发明通过对薄金属片采取激光加工的方法，一次加工好四个定位孔和栅网，做成第一栅网金属片和第二栅网金属片，将第一栅网金属片和第二栅网金属片十字交叉通过两组陶瓷柱安装在陶瓷底板上，两个栅网金属片之间是绝缘的，之间的距离是依靠各自陶瓷柱的高度差来实现；通过四个定位孔将第一栅网金属片和第二栅网金属片形成完全一样的栅网；第一栅网金属片和第二栅网金属片通过定位杆和定位孔实现完全对中；整个发射结构，通过不同高度的陶瓷柱控制相互之间的距离；清洗后，再安装阴极和阳极，其中阴极与第一栅网金属片之间紧密接触，保证裸露的阴极与上面第一栅网金属片的栅网之间的对中，提高第一栅网金属片和第二栅网金属片的栅网透过率。
[0007] 所述第一陶瓷柱顶端穿出阳极板，并通过第一螺母固定，底端穿出陶瓷底板，并通过第二螺母固定；第二陶瓷柱顶端穿出第一栅网金属片，并通过第三螺母固定，底端穿出陶瓷底板，并通过第四螺母固定；第三陶瓷柱顶端穿出第二栅网金属片，并通过第五螺母固定，底端穿出陶瓷底板，并通过第六螺母固定；能方便安装固定各陶瓷柱。
[0008] 所述阳极板上设有与第一陶瓷柱相匹配的第一通孔；第一栅网金属片上设有与第二陶瓷柱相匹配的第二通孔；第二栅网金属片上设有与第三陶瓷柱相匹配的第三通孔；陶瓷底板上分别设有与第一陶瓷柱、第二陶瓷柱、第三陶瓷柱相匹配的第一通孔、第二通孔、第三通孔；陶瓷底板上还设有与阴极相匹配的第四通孔；能方便安装固定各陶瓷柱和阴极。
[0009] 用于降低电子截获的场发射高精度双栅结构的安装方法，包括以下步骤：
[0010] 1)将第一栅网金属片通过两个第二陶瓷柱安装到陶瓷底板上，第二陶瓷柱顶部穿出第一栅网金属片用第三螺母固定旋紧，底部穿出陶瓷底板用第四螺母固定旋紧；
[0011] 2)将第二栅网金属片通过两个第三陶瓷柱安装到陶瓷底板上，第三陶瓷柱顶部穿[0012] 出第二栅网金属片用第五螺母固定旋紧，底部穿出陶瓷底板用第六螺母固定旋紧；
[0013] 3)将阳极板通过两个第一陶瓷柱安装到底板上，第一陶瓷柱顶部穿出阳极板用第一螺母固定旋紧；底部穿出陶瓷底板用第二螺母固定旋紧；
[0014] 4)将阴极与阴极基底垂直相接，阴极穿过陶瓷底板，阴极顶面贴紧第一栅网金属片，阴极基底与底板通过点焊固定。
[0015] 所述步骤2)中，安装第二栅网金属片时，先将第二栅网金属片放在第一栅网金属片上方，然后用四个定位杆分别一一对应穿过第一栅网金属片、第二栅网金属片的四个定位孔，在显微镜境下对准栅网，通过第五螺母第六螺母固定旋紧后取出定位杆；能实现第一栅网金属片、第二栅网金属片栅网的对中。
[0016] 有益效果：本发明结构简单，能解决图形阴极与栅网孔之间的对中难的问题，通过采用定位杆，可以大幅度提高栅网的对中问题，大大提高栅网透过率。
附图说明
[0017] 图1为本发明结构示意图；
[0018] 图2为图1俯视图；
[0019] 图3为本发明第一栅网金属片结构示意图；
[0020] 图4为本发明第二栅网金属片结构示意图；
[0021] 图5为本发明定位杆结构示意图；
[0022] 图6为本发明定位杆定位双栅结构示意图。
具体实施方式
[0023] 实施例
[0024] 如图1-5所示，一种用于降低电子截获的场发射高精度双栅结构，包括阴极基底1、陶瓷底板3、阴极4、第一栅网金属片5、第二栅网金属片6、阳极板2、第一陶瓷柱7、第二陶瓷柱8和第三陶瓷柱9；所述阳极板2设在陶瓷底板3上方，阳极板2和陶瓷底板3之间通过两个第一陶瓷柱7连接，第二栅网金属片6与第一栅网金属片5结构相同，中心部均设有栅网17，栅网17四个外设有四个相互对称且完全相同的定位孔16；第一栅网金属片5设在阳极板2和陶瓷底板3之间，第一栅网金属片5和陶瓷底板3之间通过两个第二陶瓷柱8连接；第二栅网金属片6设在阳极板2和第一栅网金属片5之间，第二栅网金属片6和陶瓷底板3之间通过两个第三陶瓷柱9连接；第一栅网金属片5和第二栅网金属片6十字交叉设置，第一栅网金属片5、第二栅网金属片6的定位孔16之间分别设有定位杆20；阴极基底1设在陶瓷底板3底面中心部，阴极4贯穿陶瓷底板3，阴极4顶面与第一栅网金属片5底面贴合，阴极4底面与阴极基底1顶面垂直连接；第一陶瓷柱7顶端穿出阳极板2，并通过第一螺母10固定，底端穿出陶瓷底板3，并通过第二螺母11固定；第二陶瓷柱8顶端穿出第一栅网金属片5，并通过第三螺母
12固定，底端穿出陶瓷底板3，并通过第四螺母13固定；第三陶瓷柱9顶端穿出第二栅网金属片6，并通过第五螺母14固定，底端穿出陶瓷底板3，并通过第六螺母15固定；阳极板2上设有与第一陶瓷柱7相匹配的第一通孔；第一栅网金属片5上设有与第二陶瓷柱8相匹配的第二通孔18；第二栅网金属片6上设有与第三陶瓷柱9相匹配的第三通孔19；陶瓷底板3上分别设有与第一陶瓷柱7、第二陶瓷柱8、第三陶瓷柱9相匹配的第一通孔、第二通孔18、第三通孔
19；陶瓷底板3上还设有与阴极4相匹配的第四通孔。
[0025] 上述用于降低电子截获的场发射高精度双栅结构的安装方法，包括以下步骤：
[0026] 1)将第一栅网金属片5通过两个第二陶瓷柱8安装到陶瓷底板3上，第二陶瓷柱8顶部穿出第一栅网金属片5用第三螺母12固定旋紧，底部穿出陶瓷底板3用第四螺母13固定旋紧；
[0027] 2)将第二栅网金属片6通过两个第三陶瓷柱9安装到陶瓷底板3上，第三陶瓷柱9顶部穿出第二栅网金属片6用第五螺母14固定旋紧，底部穿出陶瓷底板3用第六螺母15固定旋紧；安装第二栅网金属片6时，先将第二栅网金属片6放在第一栅网金属片5上方，然后用四个定位杆20分别一一对应穿过第一栅网金属片5、第二栅网金属片6的四个定位孔16，在显微镜境下对准栅网17，通过第五螺母14第六螺母15固定旋紧后取出定位杆20。
[0028] 3)将阳极板2通过两个第一陶瓷柱7安装到底板上，第一陶瓷柱7顶部穿出阳极板2用第一螺母10固定旋紧；底部穿出陶瓷底板3用第二螺母11固定旋紧；
[0029] 4)将阴极4与阴极4基底垂直相接，阴极4穿过陶瓷底板3，阴极4顶面贴紧第一栅网金属片5，阴极4基底与底板通过点焊固定。
[0030] 本发明通过对薄金属片采取激光加工的方法，一次加工好四个定位孔16和栅网17，做成第一栅网金属片5和第二栅网金属片6，将第一栅网金属片5和第二栅网金属片6十字交叉通过两组陶瓷柱安装在陶瓷底板3上，两个栅网17金属片之间是绝缘的，之间的距离是依靠各自陶瓷柱的高度差来实现；通过四个定位孔16将第一栅网金属片5和第二栅网金属片6形成完全一样的栅网17；第一栅网金属片5和第二栅网金属片6通过定位杆20和定位孔16实现完全对中；整个发射结构，通过不同高度的陶瓷柱控制相互之间的距离；清洗后，再安装阴极4和阳极，其中阴极4与第一栅网金属片5之间紧密接触，保证裸露的阴极4与上面第一栅网金属片5的栅网17之间的对中，提高第一栅网金属片5和第二栅网金属片6的栅网17透过率。本发明结构简单，能解决图形阴极4与栅网17孔之间的对中难的问题，通过采用定位杆20，可以大幅度提高栅网17的对中问题，大大提高栅网透过率。
[0031] 本发明未提及的技术均为现有技术。
