[发明专利]一种场发射电子源发射体表面涂层处理装置及其处理方法

权利要求书

1.一种场发射电子源发射体表面涂层处理装置，其特征在于，所述处理装置包括：反应室(1)、真空抽气系统(2)、真空度测量系统(3)、供氧系统(4)、电子源电源(5)、观察窗(6)和比色测温仪；所述反应室(1)的表面分别通过各自的法兰口连接到真空抽气系统(2)、真空度测量系统(3)和供氧系统(4)；场发射电子源(0)通过电源接入法兰口(50)安装在反应室(1)内，并通过电源接入法兰口(50)经导电引线(52)与反应室外的电子源电源(5)相连接；透明的观察窗(6)通过观察窗法兰口(60)安装在反应室的表面，比色测温仪通过观察窗观察单晶钨丝加热时发光的颜色，通过比色测量出场发射电子源的单晶钨丝在加热时的温度。

2.如权利要求1所述的处理装置，其特征在于，所述真空抽气系统(2)包括两级：无油干泵(21)和分子泵(22)；前级使用无油干泵，进行预抽真空，预抽真空致反应室的真空度优于1.0x10^-3τ；启动分子泵，进一步抽高真空，使反应室的真空度优于1.0x10^-6τ。

3.如权利要求2所述的处理装置，其特征在于，还包括加热带，在反应室外缠裹加热带，加热带连接至加热带电源。

4.如权利要求1所述的处理装置，其特征在于，所述供氧系统(4)包括高温精密气阀(41)、气体管路(42)和氧气瓶；其中，所述高温精密气阀(41)的出气口连接设置在反应室的表面的法兰口，高温精密气阀(41)的进气口通过气体管路(42)连接到氧气瓶。

5.如权利要求1所述的处理装置，其特征在于，所述电源接入法兰口(50)采用刀口法兰(51)，中间用铜圈密封，在电源接入法兰口(50)上设置有陶瓷(53)封接的两条金属的导电引线(52)，所述导电引线的内部分别连接至电源接入法兰口内部的两个电极插拔口，两条导电引线的外部连接至外接的电子源电源(5)。

6.一种场发射电子源发射体表面涂层的处理方法，其特征在于，所述处理方法包括以下步骤：

1)将氢化锆的粉沫用水调成糊状，涂抹到场发射电子源的单晶钨丝的侧面；

2)将涂抹好氢化锆涂层的场发射电子源通过电源接入法兰口安装到反应室内，并通过导电引线将场发射电子源与电子源电源连接；

3)关闭高温精密气阀，对反应室内部抽真空，同时，通过真空度测量系统实时测量反应室的真空度；

4)当反应室的真空度达到标准时，打开电子源电源，并给场发射电子源加电，使场发射电子源的单晶钨丝逐渐升温，在高温下，氢离开氢化锆，同时，在反应室内的真空度显著下降；

5)在反应室内的真空度缓慢变好，当真空度再次达到标准后，保持这种状态一段时间，在单晶钨丝的表面形成金属锆；

6)透过观察窗观测场发射电子源的单晶钨丝在加热时发光的颜色，利用比色测温仪测量单晶钨丝的表面温度，并通过调节电子源电源，使单晶钨丝的表面升温，并处于稳定状态；

7)打开高温精密气阀，向反应室内通入纯净的氧气，同时测量反应室中的真空度，当反应室内达到真空时，保持稳定一段时间，对在单晶钨丝的表面上的金属锆进行氧化处理，使单晶钨丝的表面形成氧化锆涂层；

8)关闭高温精密气阀，同时关闭电子源电源，完成了在场发射电子源的单晶钨丝的表面形成氧化锆涂层。

7.如权利要求6所述的处理方法，其特征在于，在步骤3)中，前级使用无油干泵，进行预抽真空，预抽真空至反应室的真空度优于1.0x10^-3τ；然后启动分子泵，进一步抽高真空，使反应室真空度优于1.0x10^-6τ；再接通加热带电源，使反应室内部的温度达到400K～550K之间，保持这种高温去气大于10小时，然后关掉加热带电源，随着温度降低，反应室的真空度会逐渐变好，使反应室的真空度优于1.0x10^-9τ。

8.如权利要求6所述的处理方法，其特征在于，在步骤4)中，真空度达到标准是指真空度优于1.0x10^-8τ；电子源电源使场发射电子源的单晶钨丝的温度为550K～700K之间。