[发明专利]基于碳纳米管冷阴极的聚焦型三极结构全封装X射线球管

权利要求书

1.基于碳纳米管冷阴极的聚焦型三极结构全封装X射线球管，包括：

基于玻璃外壳的真空腔体；

配置在所述真空腔体内的阳极组件，所述阳极组件通过连接柱引出所述 真空腔体之外，与所需的电源和散热系统连接；

配置在所述真空腔体内的电子枪组件，所述电子枪组件中的阴极基片和 栅极分别通过阴极引线和栅极引线引出所述真空腔体之外；其特征在于，所 述阴极基片为金属-石墨烯-垂直碳纳米管复合式冷阴极。

2.如权利要求1所述的基于碳纳米管冷阴极的聚焦型三极结构全封装X 射线球管，其特征在于，所述金属-石墨烯-垂直碳纳米管复合式冷阴极具体 结构是：在金属表面生长石墨烯层，然后再在石墨烯层上生长垂直碳纳米管 阵列。

3.如权利要求2所述的基于碳纳米管冷阴极的聚焦型三极结构全封装X 射线球管，其特征在于，所述在石墨烯层上生长垂直碳纳米管阵列的具体方 法是：采用微波等离子体化学气相沉淀方法，以180sccm的速率通入微波等 离子体气体H₂，碳源气体CH₄为20sccm，在反应压强28mbar、微波输入频率 2.45GHz且衬底温度630-640℃,生长1-5min，在金属-石墨烯上制备长度一 致、分布均匀、垂直阵列的碳纳米管。

4.如权利要求1所述的基于碳纳米管冷阴极的聚焦型三极结构全封装X 射线球管，其特征在于，所述阳极组件包括位于所述真空腔体内的阳极金属 罩和镶嵌在所述阳极金属罩内的用于产生X射线的阳极靶，所述阳极金属罩 通过连接柱引出所述真空腔体之外，与所需的电源和散热系统连接。

5.如权利要求4所述的基于碳纳米管冷阴极的聚焦型三极结构全封装X 射线球管，其特征在于，所述阳极靶的倾斜角度为12度。

6.如权利要求4所述的基于碳纳米管冷阴极的聚焦型三极结构全封装X 射线球管，其特征在于，所述阳极靶的厚度为0.1mm。

7.如权利要求4所述的基于碳纳米管冷阴极的聚焦型三极结构全封装X 射线球管，其特征在于，所述阳极靶采用钨制备而成。

8.如权利要求4所述的基于碳纳米管冷阴极的聚焦型三极结构全封装X 射线球管，其特征在于，所述阳极金属罩采用铜制成。

9.如权利要求1所述的基于碳纳米管冷阴极的聚焦型三极结构全封装X 射线球管，其特征在于，所述连接柱为铜连接柱。

10.如权利要求1所述的基于碳纳米管冷阴极的聚焦型三极结构全封装X 射线球管，其特征在于，所述电子枪组件还包括金属外壳、构成栅极的金属 栅网、绝缘陶瓷托、绝缘陶瓷环片、阴极基底以及阴极引线和栅极引线组成； 在所述金属外壳上开设有一枪口，所述阴极基片、金属栅网、绝缘陶瓷托、 绝缘陶瓷环片、阴极基底位于所述金属外壳内，其中所述阴极基底设置在所 述绝缘陶瓷托面向所述枪口的那一面上；所述阴极基片和所述绝缘陶瓷环片 设置在所述阴极基底面向所述枪口的那一面上，其中，所述阴极基片对应于 所述枪口，所述绝缘陶瓷环片位于所述阴极基片的外围；所述金属栅网设置 在所述绝缘陶瓷环片面向所述枪口的那一面上并覆盖所述阴极基片。

11.如权利要求10所述的基于碳纳米管冷阴极的聚焦型三极结构全封装 X射线球管，其特征在于，所述阴极基片为圆片结构，直径为2mm。

12.如权利要求10所述的基于碳纳米管冷阴极的聚焦型三极结构全封装 X射线球管，其特征在于，所述金属栅网的网孔直径为100μm。

13.如权利要求10所述的基于碳纳米管冷阴极的聚焦型三极结构全封装 X射线球管，其特征在于，所述金属栅网与所述阴极基片之间的距离为300μ m。

14.如权利要求10所述的基于碳纳米管冷阴极的聚焦型三极结构全封装 X射线球管，其特征在于，所述金属栅网与所述阳极组件中的阳极之间的距离 为5mm。