[发明专利]X射线管阴极单元及其制备方法

说明书

本发明公开了一种X射线管阴极单元及其制备方法，包括基底及N个均等分布在基底上的金属纳米线，所有所述金属纳米线组成的空间结构呈凹型。制备方法步骤：步骤S1、制备作为阳极的多孔氧化铝模板；步骤S2、在所述多孔氧化铝模板上镀金属，得到无孔金属板；步骤S3、将无孔金属板进行酸洗，将所述多孔氧化铝模板分离，得到金属纳米线板；步骤S4、使用加热的金属球对所述金属纳米线板上的纳米线进行热应力挤压，得到凹型金属纳米线板，即X射线管阴极单元。本发明中阴极单元的金属纳米线利用纳米结构的尖端放电的特性，可以下极小电压下产生放电，产生电子，并通过凹型结构将电子聚焦，提高到发射效率。

技术领域

本发明属于电子元器件制备技术领域，具体涉及X射线管阴极单元及其制备方法。

背景技术

X射线广泛应用于电力、化工、安检等领域。X射线管是产生X射线的部件，是X射线检测技术的核心部件。目前，X射线管常用的为热阴极结构，其发射电子需要的能量大，通常需要较高的电压。较高电压对X射线机的电源容量要求也较高，不利于减小X射线机的体积。即热阴极X射线管存在的缺陷有设备体积大、工作寿命短、功耗高。

发明内容

本发明的目的在于克服X射线机电源容量大导致体积大的缺点，提出了一种X射线管阴极单元及其制备方法。

本发明采用如下技术方案：

一种X射线管阴极单元，其关键在于：包括基底及N个均等分布在基底上的金属纳米线，所有所述金属纳米线组成的空间结构呈凹型。

采用上述方案，在电场作用下，凹型的金属纳米线产生尖端放电发射电子，不仅能降低发射所需能量，还能将发射的电子在固定区域进行聚焦。

优选的，所述金属纳米线的线径为10-1000nm，其长度为1-1000μm。

一种X射线管阴极单元的制备方法，其关键在于：包括以下步骤：

步骤S1、制备作为阳极的多孔氧化铝模板；

步骤S2、在所述多孔氧化铝模板上镀金属，得到无孔金属板；

步骤S3、将无孔金属板进行酸洗，将所述多孔氧化铝模板分离，得到金属纳米线板；

步骤S4、使用加热的金属球对所述金属纳米线板上的纳米线进行热应力挤压，得到凹型金属纳米线板，即X射线管阴极单元。

采用上述方案，为了使X射线管的阴极单元与阳极单元相匹配，先制作作为阳极的多孔氧化铝模板，以此模板来匹配制作阴极单元。金属纳米线利用纳米结构的尖端放电的特性，可以下极小电压下产生放电，产生电子，并通过凹型结构将电子聚焦，提高到发射效率。

作为优选的，步骤S1中所述多孔氧化铝模板的制备方法如下：

1.1、选取厚度范围为0.1-5mm的铝片作为阳极，石墨作为阴极；

1.2、在5-100V电压下，在草酸溶液中进行电化学反应；

1.3、电化学反应1-2h后，得到多孔氧化铝模板。

采用上述方案，为了得到较高纯度的多孔氧化铝模板，铝片选取的纯度为99.9％以上。

作为优选的，所述多孔氧化铝模板的孔径为10-1000mm。

采用上述方案，多孔氧化铝模板的孔径与金属纳米线的线径一致。

作为优选的，所述步骤S3中进行酸洗的溶液为强酸溶液。

采用上述方案，为了保证酸洗过程的精准度和效率，酸洗的溶液为硝酸等强酸溶液。

作为优选的，所述金属球的直径为0.1-10mm。