專利名稱：可顯示電子運(yùn)動軌跡的示波管制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種可顯示電子運(yùn)動軌跡的示波管，屬于示波管生產(chǎn)制造技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
示波管是利用電子束來顯示電信號的器件，將電信號變成可視訊號，用于測量儀器及監(jiān)測外來瞬間信號的顯示器件。示波管由玻殼、電子槍、熒光屏、芯柱組成，玻殼用來維持一個高真空空間，使電子槍有一個良好工作環(huán)境；電子槍由發(fā)射系統(tǒng)、聚焦系統(tǒng)、偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)組成，能產(chǎn)生一束很細(xì)、可改變軌跡的的電子束；熒光屏用于顯示電子束的運(yùn)動軌跡；芯柱是玻殼內(nèi)電子槍與玻殼外管座的連線，工作電壓、管外訊號均通過芯柱加到電子槍上，使電子槍工作。普通的示波管只能通過熒光屏發(fā)光顯示電信號的波形，無法顯示電子束在示波管中的運(yùn)動軌跡，本示波管通過在示波管中充入惰性氣體、利用電子束將惰性氣體電離發(fā)光顯示電子束運(yùn)動軌跡、同時將信號波形顯示在熒光屏上。這種示波管可在三維空間觀察電子運(yùn)動的軌跡，主要供給學(xué)校物理教學(xué)中作演示。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出的是一種可顯示電子運(yùn)動軌跡的示波管，通過在示波管中充入惰性氣體、利用電子束將惰性氣體電離發(fā)光顯示電子束運(yùn)動軌跡、同時將信號波形顯示在熒光屏上。這種示波管可在三維空間觀察電子運(yùn)動的軌跡。本發(fā)明的技術(shù)解決方案:可顯示電子運(yùn)動軌跡的示波管制造方法，包括如下工藝步驟；
一、電信號的顯示，電子槍采用靜電聚焦、靜電偏轉(zhuǎn)模式，電子經(jīng)電子發(fā)射系統(tǒng)發(fā)射，經(jīng)靜電聚焦系統(tǒng)聚焦，將聚焦好的電子束顯示在熒光屏上，具體流程如下:
1)使用含8% 10%的HF酸溶液清洗玻殼以去除玻璃表面的灰塵、油污等污物，并將玻殼表面毛化，以便于熒光粉涂敷；
2)采用硅酸鉀混合熒光粉溶液將熒光粉涂敷在玻璃屏幕上，由于該管加速電壓只有200V，接近于熒光粉發(fā)光的最低發(fā)光閾值電壓，因此熒光屏的厚度、硅酸鉀的濃度均需控制，減少電子消耗在穿透熒光屏粉層上的能量而將絕大多數(shù)能量用于激發(fā)熒光粉發(fā)光，因此硅酸鉀溶液的質(zhì)量濃度控制在0.02% 0.04% ；
3)在本產(chǎn)品中調(diào)制極膜孔直徑為Φ1.5_ Φ3.0_，加速極不設(shè)置限流膜孔，從而提高陰極發(fā)射的電子利用率；
二、電子運(yùn)動軌跡的顯示，為了顯示電子束運(yùn)動軌跡首先將示波管抽真空至高真空并在高真空的狀態(tài)下將陰極分解激活；然后待完成該步驟后，在示波管中充入I X KT3Pa IOPa的惰性氣體；基次根據(jù)所需不同顏色充入氦氣(綠色)、氖氣(紅色)、氬(紫色)等不同的惰性氣體，在I X 10_3Pa IOPa的真空度下，惰性氣體分子在高能電子的轟擊下產(chǎn)生電離并向電離點(diǎn)周圍擴(kuò)散，在擴(kuò)散過程中電離的電子與電離的正離子復(fù)合發(fā)光，通過此原理在電子軌跡經(jīng)過的路徑上就會產(chǎn)生相應(yīng)的發(fā)光線條，通過發(fā)光線條能觀察到電子束運(yùn)動的軌跡；
具體流程如下:
O首先對示波管進(jìn)行排氣分解，抽真空至5 X 10_3Pa以上；
2)對陰極進(jìn)行分解激活，分解陰極涂層中的BaC03、CaCO3iSrCO3為BaO、CaO、SrO,并在陰極涂層中產(chǎn)生游離態(tài)Ba、Ca、Sr原子，這些Ba、Ca、Sr原子在加熱到780°C以上，其外層的電子逸出產(chǎn)生電子發(fā)射；
3)待陰極分解激活完成后繼續(xù)抽真空至5X10_3Pa以上；
4)通過充氣閥向真空系統(tǒng)充入IOOPa IOOOOOPa的惰性氣體并保持該真空5 IOmin ；
5)抽真空至IX KT3Pa IOOPa的范圍；
6)示波管玻殼內(nèi)表面不涂覆內(nèi)導(dǎo)石墨層，以便于觀察電子束的運(yùn)動軌跡。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn):實(shí)現(xiàn)了在向示波管輸入信號時，一方面觀察到了電子束在真空中的運(yùn)動軌跡，另一方面將電信號的波形在示波管熒光屏上同步顯示。本示波管主要用于教學(xué)儀器，作為初、高中及電子?？平虒W(xué)演示用，可演示電子束在電場或磁場中受到電場力或磁場力的作用下產(chǎn)生的偏轉(zhuǎn)現(xiàn)象。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1
可顯示電子運(yùn)動軌跡的示波管制造方法，工藝步驟；
一、電信號的顯示，電子槍采用靜電聚焦、靜電偏轉(zhuǎn)模式，電子經(jīng)電子發(fā)射系統(tǒng)發(fā)射，經(jīng)靜電聚焦系統(tǒng)聚焦，將聚焦好的電子束顯示在熒光屏上，具體流程如下:
1)使用含8%%的HF酸溶液清洗玻殼以去除玻璃表面的灰塵、油污等污物，并將玻殼表面毛化，以便于熒光粉涂敷；
2)采用硅酸鉀混合熒光粉溶液將熒光粉涂敷在玻璃屏幕上，由于該管加速電壓只有200V，接近于熒光粉發(fā)光的最低發(fā)光閾值電壓，因此熒光屏的厚度、硅酸鉀的濃度均需控制，減少電子消耗在穿透熒光屏粉層上的能量而將絕大多數(shù)能量用于激發(fā)熒光粉發(fā)光，因此硅酸鉀溶液的質(zhì)量濃度控制在0.02% ；
3)在本產(chǎn)品中調(diào)制極膜孔直徑為Φ1.5_，加速極不設(shè)置限流膜孔，從而提高陰極發(fā)射的電子利用率；
二、電子運(yùn)動軌跡的顯示，為了顯示電子束運(yùn)動軌跡首先將示波管抽真空至高真空并在高真空的狀態(tài)下將陰極分解激活；然后待完成該步驟后，在示波管中充入IXlO-3Pa的惰性氣體；基次根據(jù)所需不同顏色充入氦氣(綠色)、氖氣(紅色)、氬(紫色)等不同的惰性氣體，在lX10_3Pa的真空度下，惰性氣體分子在高能電子的轟擊下產(chǎn)生電離并向電離點(diǎn)周圍擴(kuò)散，在擴(kuò)散過程中電離的電子與電離的正離子復(fù)合發(fā)光，通過此原理在電子軌跡經(jīng)過的路徑上就會產(chǎn)生相應(yīng)的發(fā)光線條，通過發(fā)光線條能觀察到電子束運(yùn)動的軌跡；
具體流程如下:
O首先對示波管進(jìn)行排氣分解，抽真空至5 X 10_3Pa以上； 2)對陰極進(jìn)行分解激活，分解陰極涂層中的BaC03、CaCO3iSrCO3為BaO、CaO、SrO,并在陰極涂層中產(chǎn)生游離態(tài)Ba、Ca、Sr原子，這些Ba、Ca、Sr原子在加熱到780°C以上，其外層的電子逸出產(chǎn)生電子發(fā)射；
3)待陰極分解激活完成后繼續(xù)抽真空至5X10_3Pa以上；
4)通過充氣閥向真空系統(tǒng)充入IOOPa的惰性氣體并保持該真空5min；
5)抽真空至IXlO-3Pa的范圍；
6)示波管玻殼內(nèi)表面不涂覆內(nèi)導(dǎo)石墨層，以便于觀察電子束的運(yùn)動軌跡。實(shí)施例2
可顯示電子運(yùn)動軌跡的示波管制造方法，工藝步驟；
一、電信號的顯示，電子槍采用靜電聚焦、靜電偏轉(zhuǎn)模式，電子經(jīng)電子發(fā)射系統(tǒng)發(fā)射，經(jīng)靜電聚焦系統(tǒng)聚焦，將聚焦好的電子束顯示在熒光屏上，具體流程如下:
1)使用含10%的HF酸溶液清洗玻殼以去除玻璃表面的灰塵、油污等污物，并將玻殼表面毛化，以便于熒光粉涂敷；
2)采用硅酸鉀混合熒光粉溶液將熒光粉涂敷在玻璃屏幕上，由于該管加速電壓只有200V，接近于熒光粉發(fā)光的最低發(fā)光閾值電壓，因此熒光屏的厚度、硅酸鉀的濃度均需控制，減少電子消耗在穿透熒光屏粉層上的能量而將絕大多數(shù)能量用于激發(fā)熒光粉發(fā)光，因此硅酸鉀溶液的質(zhì)量濃度控制在0.02% 0.04% ；
3)在本產(chǎn)品中調(diào)制極膜孔直徑為Φ3.0_，加速極不設(shè)置限流膜孔，從而提高陰極發(fā)射的電子利用率；
二、電子運(yùn)動軌跡的顯示，為了顯示電子束運(yùn)動軌跡首先將示波管抽真空至高真空并在高真空的狀態(tài)下將陰極分解激活；然后待完成該步驟后，在示波管中充入IOPa的惰性氣體；基次根據(jù)所需不同顏色充入氦氣(綠色)、氖氣(紅色)、氬(紫色)等不同的惰性氣體，在IOPa的真空度下，惰性氣體分子在高能電子的轟擊下產(chǎn)生電離并向電離點(diǎn)周圍擴(kuò)散，在擴(kuò)散過程中電離的電子與電離的正離子復(fù)合發(fā)光，通過此原理在電子軌跡經(jīng)過的路徑上就會產(chǎn)生相應(yīng)的發(fā)光線條，通過發(fā)光線條能觀察到電子束運(yùn)動的軌跡；
具體流程如下:
O首先對示波管進(jìn)行排氣分解，抽真空至5 X 10_3Pa以上；
2)對陰極進(jìn)行分解激活，分解陰極涂層中的BaC03、CaCO3iSrCO3為BaO、CaO、SrO,并在陰極涂層中產(chǎn)生游離態(tài)Ba、Ca、Sr原子，這些Ba、Ca、Sr原子在加熱到780°C以上，其外層的電子逸出產(chǎn)生電子發(fā)射；
3)待陰極分解激活完成后繼續(xù)抽真空至5X10_3Pa以上；
4)通過充氣閥向真空系統(tǒng)充入IOOOOOPa的惰性氣體并保持該真空5 IOmin；
5)抽真空至IOOPa的范圍；
6)示波管玻殼內(nèi)表面不涂覆內(nèi)導(dǎo)石墨層，以便于觀察電子束的運(yùn)動軌跡。實(shí)施例3
可顯示電子運(yùn)動軌跡的示波管制造方法，工藝步驟；
一、電信號的顯示，電子槍采用靜電聚焦、靜電偏轉(zhuǎn)模式，電子經(jīng)電子發(fā)射系統(tǒng)發(fā)射，經(jīng)靜電聚焦系統(tǒng)聚焦，將聚焦好的電子束顯示在熒光屏上，具體流程如下:
I)使用含9%的HF酸溶液清洗玻殼以去除玻璃表面的灰塵、油污等污物，并將玻殼表面毛化，以便于熒光粉涂敷；
2)采用硅酸鉀混合熒光粉溶液將熒光粉涂敷在玻璃屏幕上，由于該管加速電壓只有200V，接近于熒光粉發(fā)光的最低發(fā)光閾值電壓，因此熒光屏的厚度、硅酸鉀的濃度均需控制，減少電子消耗在穿透熒光屏粉層上的能量而將絕大多數(shù)能量用于激發(fā)熒光粉發(fā)光，因此硅酸鉀溶液的質(zhì)量濃度控制在0.03% ；
3)在本產(chǎn)品中調(diào)制極膜孔直徑為Φ2.0_，加速極不設(shè)置限流膜孔，從而提高陰極發(fā)射的電子利用率；
二、電子運(yùn)動軌跡的顯示，為了顯示電子束運(yùn)動軌跡首先將示波管抽真空至高真空并在高真空的狀態(tài)下將陰極分解激活；然后待完成該步驟后，在示波管中充入2Pa的惰性氣體；基次根據(jù)所需不同顏色充入氦氣(綠色)、氖氣(紅色)、氬(紫色)等不同的惰性氣體，在5Pa的真空度下，惰性氣體分子在高能電子的轟擊下產(chǎn)生電離并向電離點(diǎn)周圍擴(kuò)散，在擴(kuò)散過程中電離的電子與電離的正離子復(fù)合發(fā)光，通過此原理在電子軌跡經(jīng)過的路徑上就會產(chǎn)生相應(yīng)的發(fā)光線條，通過發(fā)光線條能觀察到電子束運(yùn)動的軌跡；
具體流程如下:
O首先對示波管進(jìn)行排氣分解，抽真空至5 X 10_3Pa以上；
2)對陰極進(jìn)行分解激活，分解陰極涂層中的BaC03、CaCO3iSrCO3為BaO、CaO、SrO,并在陰極涂層中產(chǎn)生游離態(tài)Ba、Ca、Sr原子，這些Ba、Ca、Sr原子在加熱到780°C以上，其外層的電子逸出產(chǎn)生電子發(fā)射；
3)待陰極分解激活完成后繼續(xù)抽真空至5X10_3Pa以上；
4)通過充氣閥向真空系統(tǒng)充入50000Pa的惰性氣體并保持該真空5 IOmin；
5)抽真空至50Pa的范圍；
6)示波管玻殼內(nèi)表面不涂覆內(nèi)導(dǎo)石墨層，以便于觀察電子束的運(yùn)動軌跡。在進(jìn)行電磁學(xué)等物理試驗(yàn)時，將電信號通過靜電偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)的水平和垂直偏轉(zhuǎn)板導(dǎo)入，使陰極發(fā)射的電子在電場作用下偏轉(zhuǎn)，因此可以在熒光屏上顯示出該電信號的波形；同時電子在加速場的作用下，在向熒光屏前進(jìn)的過程中會因?yàn)槎栊詺怏w分子電離復(fù)合發(fā)光，將電子在示波管中的運(yùn)轉(zhuǎn)軌跡顯示出來，以便人們能對信號波形和電子軌跡均能直觀地觀察；此外還可以在外部加入磁場，觀察電子束在磁場中作用下的無運(yùn)動軌跡，以及在熒光屏上的波形變化。
權(quán)利要求
1.一種可顯示電子運(yùn)動軌跡的示波管的制造方法，其特征是該方法包括如下工藝步驟: 一、電信號的顯示，電子槍采用靜電聚焦、靜電偏轉(zhuǎn)模式，電子經(jīng)電子發(fā)射系統(tǒng)發(fā)射，經(jīng)靜電聚焦系統(tǒng)聚焦，將聚焦好的電子束顯示在熒光屏上，具體流程如下: 1)使用含8% 10%的HF酸溶液清洗玻殼以去除玻璃表面的灰塵、油污等污物，并將玻殼表面毛化，以便于熒光粉涂敷； 2)采用硅酸鉀混合熒光粉溶液將熒光粉涂敷在玻璃屏幕上，由于該管加速電壓只有200V，接近于熒光粉發(fā)光的最低發(fā)光閾值電壓，因此熒光屏的厚度、硅酸鉀的濃度均需控制，減少電子消耗在穿透熒光屏粉層上的能量而將絕大多數(shù)能量用于激發(fā)熒光粉發(fā)光，因此硅酸鉀溶液的質(zhì)量濃度控制在0.02% 0.04% ； 3)在本產(chǎn)品中調(diào)制極膜孔直徑為Φ1.5_ Φ3.0_，加速極不設(shè)置限流膜孔，從而提高陰極發(fā)射的電子利用率； 二、電子運(yùn)動軌跡的顯示，為了顯示電子束運(yùn)動軌跡首先將示波管抽真空至高真空并在高真空的狀態(tài)下將陰極分解激活；然后待完成該步驟后，在示波管中充入IXlO-3Pa IOPa的惰性氣體；基次根據(jù)所需不同顏色充入氦氣(綠色)、氖氣(紅色)、氬(紫色)不同的惰性氣體，在I X 10_3Pa IOPa的真空度下，惰性氣體分子在高能電子的轟擊下產(chǎn)生電離并向電離點(diǎn)周圍擴(kuò)散，在擴(kuò)散過程中電離的電子與電離的正離子復(fù)合發(fā)光，通過此原理在電子軌跡經(jīng)過的路徑上就會產(chǎn)生相應(yīng)的發(fā)光線條，通過發(fā)光線條能觀察到電子束運(yùn)動的軌跡； 具體流程如下: O首先對示波管進(jìn)行排氣分解，抽真空至5 X 10_3Pa以上； 2)對陰極進(jìn)行分解激活，分解陰極涂層中的BaC03、CaCO3iSrCO3為BaO、CaO、SrO,并在陰極涂層中產(chǎn)生游離態(tài)Ba、Ca、Sr原子，這些Ba、Ca、Sr原子在加熱到780°C以上，其外層的電子逸出產(chǎn)生電子發(fā)射； 3)待陰極分解激活完成后繼續(xù)抽真空至5X10_3Pa以上； 4)通過充氣閥向真空系統(tǒng)充入IOOPa IOOOOOPa的惰性氣體并保持該真空5 IOmin ； 5)抽真空至IX KT3Pa IOOPa的范圍； 6)示波管玻殼內(nèi)表面不涂覆內(nèi)導(dǎo)石墨層，以便于觀察電子束的運(yùn)動軌跡。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可顯示電子運(yùn)動軌跡的示波管的制造方法，其特征是所述的電信號通過靜電偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)的水平和垂直偏轉(zhuǎn)板導(dǎo)入，使陰極發(fā)射的電子在電場作用下偏轉(zhuǎn)，在熒光屏上顯示出該電信號的波形；同時電子在加速場的作用下，在向熒光屏前進(jìn)的過程中會因?yàn)槎栊詺怏w分子電離復(fù)合發(fā)光，將電子在示波管中的運(yùn)轉(zhuǎn)軌跡顯示出來，在外部加入磁場，觀察電子束在磁場中作用下的無運(yùn)動軌跡，以及在熒光屏上的波形變化。
全文摘要
本發(fā)明是可顯示電子運(yùn)動軌跡的示波管的制造方法，包括如下工藝步驟一、電信號的顯示，電子槍采用靜電聚焦、靜電偏轉(zhuǎn)模式，電子經(jīng)電子發(fā)射系統(tǒng)發(fā)射，經(jīng)靜電聚焦系統(tǒng)聚焦，將聚焦好的電子束顯示在熒光屏上；二、電子運(yùn)動軌跡的顯示，首先將示波管抽真空至高真空并在高真空的狀態(tài)下將陰極分解激活；然后待完成該步驟后，在示波管中充入1×10-3Pa～10Pa的惰性氣體；基次根據(jù)所需不同顏色的惰性氣體，優(yōu)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)在向示波管輸入信號時，一方面觀察到了電子束在真空中的運(yùn)動軌跡，另一方面將電信號的波形在示波管熒光屏上同步顯示。作為初、高中及電子?？平虒W(xué)演示用，演示電子束在電場或磁場中受到電場力或磁場力的作用下產(chǎn)生的偏轉(zhuǎn)現(xiàn)象。
文檔編號H01J9/22GK103151229SQ20131008487
公開日2013年6月12日 申請日期2013年3月18日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月18日
發(fā)明者胡月州, 畢軍 申請人:南京華東電子真空顯示科技有限責(zé)任公司