[发明专利]基于热电子放电的潘宁离子源

权利要求书

1.一种基于热电子放电的潘宁离子源，包括热丝电极组件（11）、放电腔（12）、阳极筒组件（13）、磁极（14）、阴极网（15）、加速极（16）、绝缘座（17）；其中热丝电极组件（11）包括放电钨丝（110）、钨丝固定套（111）、钨丝座（112）、进水管（113）、接线板（114）、钨丝座绝缘座（115）、钨丝座压盖（116），进水管（113）及钨丝座（112）形成第一冷却腔（101）；放电腔（12）包括固定座（121）及放电座（122），热丝电极组件（11）通过带有绝缘套的螺栓将钨丝座压盖（116）、钨丝座绝缘座（115）及钨丝座（112）固定在固定座（121）上，固定座（121）与放电座（122）通过螺栓紧固形成放电腔（12），并可通过带有绝缘套的螺栓与绝缘座（17）及阳极筒组件（13）紧固，固定座（121）设置有第二冷却腔（102），放电座（122）设置有第三冷却腔（103）；阳极筒组件（13）包括连接板（131）、阳极筒（132），阳极筒（132）通过密封圈与连接板（131）实现真空密封及紧固，连接板（131）通过绝缘座（17）紧固在放电座上，阳极筒（132）上套装磁极（14），阴极网（15）及加速极（16）套装在阳极筒上的安装孔，阴极网（15）及加速极（16）均包括电极绝缘套（105）、电极（106）、栅网（107），栅网（107）固定在电极（106）上，电极（106）通过电极绝缘套（105）及带有绝缘套的螺栓紧固在阳极筒（132）的安装孔上。

2.根据权利要求1所述的基于热电子放电的潘宁离子源，其特征在于：潘宁离子源（1）设置有三个水冷腔，其中第一水冷腔（101）通过进水管（113）与钨丝座（112）螺纹紧固形成的冷却腔；固定座（121）上设置有围绕两组热丝电极组件（11）的第二冷却腔（102）；放电座（132）上设置有具有环形隔水条的第三冷却腔（103）；第一冷却腔（101）直接对热丝电极组件（11）进行冷却，第二冷却腔（102）对热丝电极组件（11）进行间接冷却，第三冷却腔（103）对热丝电极组件（11）放电过程中的热辐射及阳极筒组件（13）的绝缘密封组件进行冷却。

3.根据权利要求1所述的基于热电子放电的潘宁离子源，其特征在于：潘宁离子源（1）的放电钨丝（110）施加热丝电源，并叠加负电压，放电腔（12）为电位悬浮，阴极网（15）及加速极（16）为负电位，加速极（16）电势大于阴极网（15），阳极筒为正电位，放电钨丝（110）上叠加的负电压与阴极网（15）上的负电压电势相同。

4.根据权利要求1所述的基于热电子放电的潘宁离子源，其特征在于：所述磁极（14）的磁场为以永磁体所形成的单一极性磁场或为线圈绕制单相线圈，单相线圈为正弦、余弦、三角、矩形波形的频率、电压可调的电磁线圈。

5.根据权利要求1所述的基于热电子放电的潘宁离子源，其特征在于：所述绝缘座（17）及电极绝缘套（105）为L型绝缘套，分别将放电座（122）及阳极筒（13）上的安装孔进行绝缘包覆。

6.根据权利要求5所述的基于热电子放电的潘宁离子源，其特征在于：所述阴极网（15）及加速极（16）结构相同，其上设置的孔道相互贯通做为离子通道，并通过绝缘密封固定在阳极筒（132）上，并实现电位绝缘。

7.根据权利要求1所述的基于热电子放电的潘宁离子源，其特征在于：放电座（132）上设置有进气孔道、连接板安装孔、放电座固定孔，连接板安装孔设置为沉头孔装配带有绝缘套的螺栓，放电座固定孔为螺纹孔。

8.根据权利要求5所述的基于热电子放电的潘宁离子源，其特征在于：所述绝缘座（17）及电极绝缘套（105）为绝缘耐高温材料，绝缘座（17）及电极绝缘套（105）为聚四氟乙烯或聚苯酯。

9.根据权利要求5所述的基于热电子放电的潘宁离子源，其特征在于：所述栅网（107）为高熔点、低逸出功、低溅射产额的金属网孔板，所述栅网（107）为 钽或钨。