電子束二極管石墨陰極表面碾磨裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于脈沖功率技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于電子束二極管石墨陰極表面粗糙度一致性處理的碾磨裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在脈沖功率技術(shù)領(lǐng)域，二極管是獲得強(qiáng)脈沖帶電粒子束、γ射線、X光以及高功率微波、強(qiáng)脈沖激光等的關(guān)鍵部件，其作用是將脈沖電磁能量轉(zhuǎn)化為電子束的動(dòng)能。二極管結(jié)構(gòu)主要組成由陰極、陽極、和絕緣支撐結(jié)構(gòu)組成。在低能強(qiáng)流脈沖相對(duì)論電子束實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上，二極管陰極材料選用了圓柱形平面或環(huán)狀高純石墨陰極，石墨陰極表面的粗糙度和均勻性處理工藝是影響陰極表面電子均勻發(fā)射的關(guān)鍵因素之一，如果粗糙度不均勻，會(huì)影響電子束的均勻發(fā)射，或者引起陰極表面強(qiáng)點(diǎn)發(fā)射，引起二極管短路；而且在每次實(shí)驗(yàn)后，陰極表面會(huì)有電子發(fā)射痕跡或氣化的陽極材料噴射到陰極表面，影響陰極材料的重復(fù)使用。為了重復(fù)使用陰極材料，每次試驗(yàn)后都采用手工方式，用金相砂紙對(duì)陰極表面進(jìn)行碾磨擦拭。采用這種方式，增加了很多人為不可控因素，并且由于缺乏表面粗糙度的診斷手段，這一方面影響單次實(shí)驗(yàn)陰極發(fā)射狀態(tài)，另一方面也影響二極管工作的重復(fù)性，給實(shí)驗(yàn)結(jié)果的重復(fù)性評(píng)估帶來不利因素。為了解決這種問題，需要研制一種可控的陰極碾磨裝置，避免人為主觀因素，提高陰極表面粗糙度的一致性，提高加速器二極管運(yùn)行效率和穩(wěn)定性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種電子束二極管石墨陰極表面碾磨裝置，解決了人工碾磨擦拭石墨陰極表面粗糙度不可控的技術(shù)問題。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)解決方案是:所提供的電子束二極管石墨陰極表面碾磨裝置，包括碾磨平臺(tái)、碾磨板，其特殊之處在于:還包括電機(jī)、定位板、定位輪和陰極放置圓筒；碾磨板位于碾磨平臺(tái)中部，碾磨板上放置有砂紙，砂紙上放置陰極放置圓筒；電機(jī)位于碾磨板下方的碾磨平臺(tái)內(nèi)部，用于帶動(dòng)碾磨板旋轉(zhuǎn)；定位板一端固定于碾磨平臺(tái)上，定位板的另一端懸浮于碾磨板上方；定位板的懸浮端具有內(nèi)凹的圓弧狀端面，端面的兩個(gè)端點(diǎn)各安裝有一個(gè)可自由旋轉(zhuǎn)的定位輪，用于限制陰極放置圓筒的運(yùn)動(dòng)范圍；陰極放置圓筒為中空的筒狀結(jié)構(gòu)，內(nèi)部用于放置石墨陰極試件。
[0005]上述定位板為三個(gè)，對(duì)稱分布于碾磨平臺(tái)上；陰極放置圓筒也為三個(gè)，與三個(gè)定位板對(duì)應(yīng)放置，可以同時(shí)對(duì)三個(gè)石墨陰極試件進(jìn)行碾磨，提高了工作效率。
[0006]上述電機(jī)為調(diào)速電機(jī)，碾磨裝置還包括與電機(jī)相連的時(shí)間繼電器、與電機(jī)和時(shí)間繼電器相連的控制器，用于調(diào)節(jié)電機(jī)旋轉(zhuǎn)速度和旋轉(zhuǎn)時(shí)間。
[0007]上述碾磨裝置還包括氈毛和配重；氈毛放置于石墨陰極試件上，配重放置于氈毛上，可以增大陰極發(fā)射表面與砂紙的摩擦力，同時(shí)避免石墨陰極試件側(cè)面與陰極放置圓筒內(nèi)壁無序轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的碰撞。
[0008]上述砂紙為背絨碾磨砂紙。
[0009]本發(fā)明的有益效果在于:
[0010](1)本發(fā)明通過碾磨板的有序旋轉(zhuǎn)和定位輪的無序旋轉(zhuǎn)相結(jié)合實(shí)現(xiàn)了對(duì)石墨陰極試件表面的無序碾磨，提高了陰極表面粗糙度的一致性，進(jìn)而保證了電子束二極管工作的穩(wěn)定性。
[0011](2)本發(fā)明通過多個(gè)定位板和陰極放置圓筒的配合使用，可以同時(shí)對(duì)多個(gè)石墨陰極試件進(jìn)行碾磨，提高了工作效率。
[0012](3)本發(fā)明通過設(shè)置調(diào)速電機(jī)、時(shí)間繼電器和控制器，可以改變碾磨裝置的碾磨速度和碾磨時(shí)間，調(diào)節(jié)碾磨程度，宏觀控制石墨陰極試件表面粗糙度。
[0013](4)本發(fā)明通過在石墨陰極試件上放置保護(hù)氈毛，并在保護(hù)氈毛上放置配重，增大陰極發(fā)射表面與砂紙的摩擦力，同時(shí)避免石墨陰極試件側(cè)面與陰極放置圓筒內(nèi)壁無序轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的碰撞。
【附圖說明】
[0014]圖1為本發(fā)明較佳實(shí)施例立體示意圖；
[0015]圖2為本發(fā)明較佳實(shí)施例俯視圖；
[0016]圖3為本發(fā)明較佳實(shí)施例側(cè)面剖視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]本發(fā)明所提供的碾磨裝置主要解決了強(qiáng)流脈沖相對(duì)論電子束加速器二極管運(yùn)行中石墨陰極表面粗糙度一致性的問題。通過碾磨板的有序轉(zhuǎn)動(dòng)、石墨陰極試件在定位輪間的無序轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)陰極發(fā)射表面的無序碾磨；通過改變背絨碾磨砂紙粒度，控制碾磨時(shí)間與碾磨速度等工藝，達(dá)到宏觀控制試件表面的粗糙度，達(dá)到試件表面粗糙度的宏觀一致性。
[0018]參見圖1、2和3，本發(fā)明碾磨裝置的較佳實(shí)施例包括碾磨平臺(tái)1、電機(jī)2、控制器3、碾磨板4、定位板5和定位輪6。碾磨平臺(tái)為長(zhǎng)方體箱體，箱體內(nèi)部安裝電機(jī)2，箱體中心安裝碾磨板4。電機(jī)2為帶有時(shí)間繼電器的調(diào)速電機(jī)，帶動(dòng)碾磨板4轉(zhuǎn)動(dòng)。箱體側(cè)面安裝控制器3，改變控制器的速度檔位設(shè)置，電機(jī)2以不同速度帶動(dòng)碾磨板4旋轉(zhuǎn)，改變時(shí)間繼電器的檔位，控制調(diào)速電機(jī)2的旋轉(zhuǎn)時(shí)間。
[0019]碾磨平臺(tái)1在中心圓周上固定安裝有三塊定位板5，定位板5的主體部分懸空于碾磨板4上方，定位板5的懸浮端具有內(nèi)凹的圓弧狀端面，端面的兩個(gè)端點(diǎn)各安裝有一個(gè)可繞自身軸轉(zhuǎn)動(dòng)的定位輪6。
[0020]碾磨裝置還包括附屬配件砂紙7、陰極放置圓筒8、石墨陰極試件9、氈毛10、配重11。砂紙7放置在碾磨板4上，三個(gè)陰極放置圓筒8放在背絨碾磨砂紙7上，分別位于三個(gè)定位板5的兩個(gè)定位輪6之間。陰極放置圓筒8為中空的筒狀結(jié)構(gòu)，內(nèi)部用于放置石墨陰極試件9，陰極發(fā)射表面朝下，安裝面朝上。安裝面上放置氈毛10，氈毛10上有配重11，以增加石墨陰極試件9和砂紙7的摩擦力。
[0021]試件的無序轉(zhuǎn)動(dòng)是實(shí)現(xiàn)陰極表面均勻處理的關(guān)鍵。平臺(tái)工作時(shí)，電機(jī)2帶動(dòng)碾磨板4轉(zhuǎn)動(dòng)，陰極放置圓筒8和石墨陰極試件9隨碾磨板4 一起轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)陰極放置圓筒8碰到定位輪6時(shí)，定位輪6阻止其平動(dòng)，同時(shí)定位輪6繞自身軸轉(zhuǎn)動(dòng)，使陰極放置圓筒8和石墨陰極試件9在兩個(gè)定位輪6間旋轉(zhuǎn)，通過背絨碾磨砂紙7的平動(dòng)和石墨陰極試件9在兩個(gè)定位輪6間的旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)陰極表面的無序碾磨。
[0022]定位輪6可以繞自身軸轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)陰極放置圓筒8與定位輪6碰撞時(shí)產(chǎn)生反向阻力，陰極放置圓筒8和石墨陰極試件9與定位輪6反方向轉(zhuǎn)動(dòng)，兩個(gè)定位輪在碾磨板上方的不同位置限制了石墨陰極試件無序轉(zhuǎn)動(dòng)的范圍。
[0023]石墨陰極試件9上增加4公斤配重11，增大石墨陰極試件9與背絨碾磨砂紙7間的摩擦阻力，防止石墨陰極試件9和陰極放置圓筒8內(nèi)壁的碰撞。
[0024]采用該石墨陰極碾磨裝置，對(duì)石墨陰極進(jìn)行碾磨處理的具體工藝步驟為:碾磨板上首先采用240目的背絨碾磨砂紙，試件上加4公斤配重，轉(zhuǎn)速控制在2擋，研磨時(shí)間40分鐘，而后更換碾磨板上的砂紙，采用400目的背絨碾磨砂紙，試件上加4公斤配重，轉(zhuǎn)速控制在3擋，研磨時(shí)間30分鐘；最后背絨碾磨砂紙采用1000目，試件上加4公斤配重，轉(zhuǎn)速控制在4擋，研磨時(shí)間60分鐘。經(jīng)上述三道碾磨處理后的陰極表面近似鏡面，從宏觀上認(rèn)為陰極表面平整無缺陷。在碾磨裝置上使用上述碾磨工藝，提高了電子束二極管運(yùn)行的穩(wěn)定性。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種電子束二極管石墨陰極表面碾磨裝置，包括碾磨平臺(tái)、碾磨板，其特征在于:還包括電機(jī)、定位板、定位輪和陰極放置圓筒； 所述碾磨板位于碾磨平臺(tái)中部，碾磨板上放置有砂紙，砂紙上放置陰極放置圓筒； 所述電機(jī)位于碾磨板下方的碾磨平臺(tái)內(nèi)部，用于帶動(dòng)碾磨板旋轉(zhuǎn)； 所述定位板一端固定于碾磨平臺(tái)上，定位板的另一端懸浮于碾磨板上方；定位板的懸浮端具有內(nèi)凹的圓弧狀端面，端面的兩個(gè)端點(diǎn)各安裝有一個(gè)可自由旋轉(zhuǎn)的定位輪，用于限制陰極放置圓筒的運(yùn)動(dòng)范圍； 所述陰極放置圓筒為中空的筒狀結(jié)構(gòu)，內(nèi)部用于放置石墨陰極試件。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子束二極管石墨陰極表面碾磨裝置，其特征在于:所述定位板為三個(gè)，對(duì)稱分布于碾磨平臺(tái)上；陰極放置圓筒也為三個(gè)，與三個(gè)定位板對(duì)應(yīng)放置。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電子束二極管石墨陰極表面碾磨裝置，其特征在于:所述電機(jī)為調(diào)速電機(jī)。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電子束二極管石墨陰極表面碾磨裝置，其特征在于:所述碾磨裝置還包括與電機(jī)相連的時(shí)間繼電器。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的所述的電子束二極管石墨陰極表面碾磨裝置，其特征在于:所述碾磨裝置還包括與電機(jī)和時(shí)間繼電器相連的控制器，用于調(diào)節(jié)電機(jī)旋轉(zhuǎn)速度和旋轉(zhuǎn)時(shí)間。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的所述的電子束二極管石墨陰極表面碾磨裝置，其特征在于:所述碾磨裝置還包括氈毛和配重；氈毛放置于石墨陰極試件上，配重放置于氈毛上。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的所述的電子束二極管石墨陰極表面碾磨裝置，其特征在于:所述砂紙為背絨碾磨砂紙。
【專利摘要】本發(fā)明屬于脈沖功率技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于電子束二極管石墨陰極表面粗糙度一致性處理的碾磨裝置，該碾磨裝置包括碾磨平臺(tái)、碾磨板、電機(jī)、定位板、定位輪和陰極放置圓筒。碾磨板位于碾磨平臺(tái)中部，碾磨板上放置有砂紙，砂紙上放置陰極放置圓筒；電機(jī)位于碾磨板下方的碾磨平臺(tái)內(nèi)部，用于帶動(dòng)碾磨板旋轉(zhuǎn)；定位板一端固定于碾磨平臺(tái)上，定位板的另一端懸浮于碾磨板上方；定位板的懸浮端具有內(nèi)凹的圓弧狀端面，端面的兩個(gè)端點(diǎn)各安裝有一個(gè)可自由旋轉(zhuǎn)的定位輪，用于限制陰極放置圓筒的運(yùn)動(dòng)范圍；陰極放置圓筒為中空的筒狀結(jié)構(gòu)，內(nèi)部用于放置石墨陰極試件。本發(fā)明解決了人工碾磨擦拭石墨陰極表面粗糙度不可控的技術(shù)問題。
【IPC分類】H01J9/02
【公開號(hào)】CN105304432
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510784094
【發(fā)明人】來定國, 楊莉, 任書慶, 張玉英, 楊實(shí), 姚偉博, 徐啟福, 黃種亮, 蘇兆鋒, 張永民
【申請(qǐng)人】西北核技術(shù)研究所
【公開日】2016年2月3日
【申請(qǐng)日】2015年11月16日