[发明专利]能够抑制闪弧的多间隙赝火花电子束源

说明书

一种能够抑制闪弧的多间隙赝火花电子束源，包括：依次连接的盲法兰、陶瓷隔离套和通孔法兰、对称放置于陶瓷隔离套内部两端的空心电极及其绝缘套、陶瓷隔离套中交替叠加的中间电极和中间绝缘片，其中：位于两端的空心电极及其绝缘套和位于中间的用于电子束聚焦和加速的中间电极构成放电腔体。本发明获得可有效抑制闪弧的多级赝火花电子束源，从而得到高能量的电子束。本发明的多级赝火花电子束源通过采用保护金属极片边缘、切断或阻碍沿面闪弧的形成而有效抑制赝火花放电过程中的异常放电，提高电子束的能量，提高放电的稳定性和可靠性。

技术领域

本发明涉及的是一种赝火花放电领域的技术，具体是一种能够抑制闪弧的多间隙赝火花电子束源。

背景技术

赝火花放电是位于帕型(Paschen)曲线左半部分的气体低气压放电。放电气压一般为几十到几百毫托，随着气体气压的降低，击穿电压会快速的上升。

赝火花放电有五个阶段，从空心阴极放电阶段开始会产生电子束。赝火花放电产生的脉冲电子束具有束流密度高、能量密度高、高亮度、自聚焦等特性。因此赝火花电子束在材料表面改性、X射线产生、薄膜制备、高频微波产生等方面具有很好的应用前景。

赝火花设备本身结构形式对放电击穿电压和产生的脉冲电子束的性能有很大的影响。具有多层中间电极的多级赝火花结构，能够极大的提高击穿电压和电子束的束流密度。然而高电压下，金属极片边缘的畸变电场，隔离绝缘片的沿面闪弧等易导致异常击穿，而无法产生电子束。

沿面闪弧等异常放电现象严重影响了赝火花电子束源的稳定性和可靠性，限制电子束性能的进一步提高，而且还会降低赝火花电子束源的使用寿命，严重时甚至会造成放电腔的损坏。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述不足，提出一种能够抑制闪弧的多间隙赝火花电子束源，通过在金属极片边缘嵌入绝缘体，抑制畸变电场产生；通过设置一对沉孔深度为电极厚度一半的绝缘片包围金属电极，使金属阴极-绝缘介质-真空“三相点”避开可能的畸变电场区；同时切断闪弧电子云移动的路径；进一步通过设置绝缘片内壁凸起结构阻碍内壁面沿面闪弧电子云的运动。通过以上途径阻碍沿面闪弧的形成，有效抑制赝火花放电过程中的异常放电，提高电子束的能量，提高放电的稳定性和可靠性。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明包括：依次连接的盲法兰、陶瓷隔离套和通孔法兰、对称放置于陶瓷隔离套内部两端的空心电极及其绝缘套、陶瓷隔离套中交替叠加的中间电极和中间绝缘片，其中：位于两端的空心电极及其绝缘套和位于中间的用于电子束聚焦和加速的中间电极构成放电腔体。

所述的盲法兰和通孔法兰与空心电极之间设有用于密封和放电腔定位的金属密封圈。

所述的绝缘套包围空心电极的同时将阴极或阳极极片边缘隔离。

所述的绝缘套的底部设有作为放电间隙的中间通孔，绝缘套面向中间电极的一侧设有同轴沉孔。

所述的沉孔深度尺寸为电极厚度的一半，且具有负公差。

所述的中间绝缘片的两侧设有对称的沉孔，两两相对固定金属极片，保护极片的非放电区域。

所述的中间绝缘片设有中间通孔，两端设有对称的同轴沉孔，沉孔深度尺寸为电极厚度的一半，孔深具有负公差。

所述的中间通孔内壁均设有台阶状的凸起结构。

所述的绝缘套和中间绝缘片优选为特氟龙材料制成，易于加工成所需形状，且具有一定可变形量。

技术效果