專利名稱：可顯示電子運動軌跡的示波管制造方法
技術領域：
本發明涉及的是一種可顯示電子運動軌跡的示波管，屬于示波管生產制造技術領域。
背景技術：
示波管是利用電子束來顯示電信號的器件，將電信號變成可視訊號，用于測量儀器及監測外來瞬間信號的顯示器件。示波管由玻殼、電子槍、熒光屏、芯柱組成，玻殼用來維持一個高真空空間，使電子槍有一個良好工作環境；電子槍由發射系統、聚焦系統、偏轉系統組成，能產生一束很細、可改變軌跡的的電子束；熒光屏用于顯示電子束的運動軌跡；芯柱是玻殼內電子槍與玻殼外管座的連線，工作電壓、管外訊號均通過芯柱加到電子槍上，使電子槍工作。普通的示波管只能通過熒光屏發光顯示電信號的波形，無法顯示電子束在示波管中的運動軌跡，本示波管通過在示波管中充入惰性氣體、利用電子束將惰性氣體電離發光顯示電子束運動軌跡、同時將信號波形顯示在熒光屏上。這種示波管可在三維空間觀察電子運動的軌跡，主要供給學校物理教學中作演示。

發明內容
本發明提出的是一種可顯示電子運動軌跡的示波管，通過在示波管中充入惰性氣體、利用電子束將惰性氣體電離發光顯示電子束運動軌跡、同時將信號波形顯示在熒光屏上。這種示波管可在三維空間觀察電子運動的軌跡。本發明的技術解決方案:可顯示電子運動軌跡的示波管制造方法，包括如下工藝步驟；
一、電信號的顯示，電子槍采用靜電聚焦、靜電偏轉模式，電子經電子發射系統發射，經靜電聚焦系統聚焦，將聚焦好的電子束顯示在熒光屏上，具體流程如下:
1)使用含8% 10%的HF酸溶液清洗玻殼以去除玻璃表面的灰塵、油污等污物，并將玻殼表面毛化，以便于熒光粉涂敷；
2)采用硅酸鉀混合熒光粉溶液將熒光粉涂敷在玻璃屏幕上，由于該管加速電壓只有200V，接近于熒光粉發光的最低發光閾值電壓，因此熒光屏的厚度、硅酸鉀的濃度均需控制，減少電子消耗在穿透熒光屏粉層上的能量而將絕大多數能量用于激發熒光粉發光，因此硅酸鉀溶液的質量濃度控制在0.02% 0.04% ；
3)在本產品中調制極膜孔直徑為Φ1.5_ Φ3.0_，加速極不設置限流膜孔，從而提高陰極發射的電子利用率；
二、電子運動軌跡的顯示，為了顯示電子束運動軌跡首先將示波管抽真空至高真空并在高真空的狀態下將陰極分解激活；然后待完成該步驟后，在示波管中充入I X KT3Pa IOPa的惰性氣體；基次根據所需不同顏色充入氦氣(綠色)、氖氣(紅色)、氬(紫色)等不同的惰性氣體，在I X 10_3Pa IOPa的真空度下，惰性氣體分子在高能電子的轟擊下產生電離并向電離點周圍擴散，在擴散過程中電離的電子與電離的正離子復合發光，通過此原理在電子軌跡經過的路徑上就會產生相應的發光線條，通過發光線條能觀察到電子束運動的軌跡；
具體流程如下:
O首先對示波管進行排氣分解，抽真空至5 X 10_3Pa以上；
2)對陰極進行分解激活，分解陰極涂層中的BaC03、CaCO3iSrCO3為BaO、CaO、SrO,并在陰極涂層中產生游離態Ba、Ca、Sr原子，這些Ba、Ca、Sr原子在加熱到780°C以上，其外層的電子逸出產生電子發射；
3)待陰極分解激活完成后繼續抽真空至5X10_3Pa以上；
4)通過充氣閥向真空系統充入IOOPa IOOOOOPa的惰性氣體并保持該真空5 IOmin ；
5)抽真空至IX KT3Pa IOOPa的范圍；
6)示波管玻殼內表面不涂覆內導石墨層，以便于觀察電子束的運動軌跡。本發明的優點:實現了在向示波管輸入信號時，一方面觀察到了電子束在真空中的運動軌跡，另一方面將電信號的波形在示波管熒光屏上同步顯示。本示波管主要用于教學儀器，作為初、高中及電子專科教學演示用，可演示電子束在電場或磁場中受到電場力或磁場力的作用下產生的偏轉現象。
具體實施例方式實施例1
可顯示電子運動軌跡的示波管制造方法，工藝步驟；
一、電信號的顯示，電子槍采用靜電聚焦、靜電偏轉模式，電子經電子發射系統發射，經靜電聚焦系統聚焦，將聚焦好的電子束顯示在熒光屏上，具體流程如下:
1)使用含8%%的HF酸溶液清洗玻殼以去除玻璃表面的灰塵、油污等污物，并將玻殼表面毛化，以便于熒光粉涂敷；
2)采用硅酸鉀混合熒光粉溶液將熒光粉涂敷在玻璃屏幕上，由于該管加速電壓只有200V，接近于熒光粉發光的最低發光閾值電壓，因此熒光屏的厚度、硅酸鉀的濃度均需控制，減少電子消耗在穿透熒光屏粉層上的能量而將絕大多數能量用于激發熒光粉發光，因此硅酸鉀溶液的質量濃度控制在0.02% ；
3)在本產品中調制極膜孔直徑為Φ1.5_，加速極不設置限流膜孔，從而提高陰極發射的電子利用率；
二、電子運動軌跡的顯示，為了顯示電子束運動軌跡首先將示波管抽真空至高真空并在高真空的狀態下將陰極分解激活；然后待完成該步驟后，在示波管中充入IXlO-3Pa的惰性氣體；基次根據所需不同顏色充入氦氣(綠色)、氖氣(紅色)、氬(紫色)等不同的惰性氣體，在lX10_3Pa的真空度下，惰性氣體分子在高能電子的轟擊下產生電離并向電離點周圍擴散，在擴散過程中電離的電子與電離的正離子復合發光，通過此原理在電子軌跡經過的路徑上就會產生相應的發光線條，通過發光線條能觀察到電子束運動的軌跡；
具體流程如下:
O首先對示波管進行排氣分解，抽真空至5 X 10_3Pa以上； 2)對陰極進行分解激活，分解陰極涂層中的BaC03、CaCO3iSrCO3為BaO、CaO、SrO,并在陰極涂層中產生游離態Ba、Ca、Sr原子，這些Ba、Ca、Sr原子在加熱到780°C以上，其外層的電子逸出產生電子發射；
3)待陰極分解激活完成后繼續抽真空至5X10_3Pa以上；
4)通過充氣閥向真空系統充入IOOPa的惰性氣體并保持該真空5min；
5)抽真空至IXlO-3Pa的范圍；
6)示波管玻殼內表面不涂覆內導石墨層，以便于觀察電子束的運動軌跡。實施例2
可顯示電子運動軌跡的示波管制造方法，工藝步驟；
一、電信號的顯示，電子槍采用靜電聚焦、靜電偏轉模式，電子經電子發射系統發射，經靜電聚焦系統聚焦，將聚焦好的電子束顯示在熒光屏上，具體流程如下:
1)使用含10%的HF酸溶液清洗玻殼以去除玻璃表面的灰塵、油污等污物，并將玻殼表面毛化，以便于熒光粉涂敷；
2)采用硅酸鉀混合熒光粉溶液將熒光粉涂敷在玻璃屏幕上，由于該管加速電壓只有200V，接近于熒光粉發光的最低發光閾值電壓，因此熒光屏的厚度、硅酸鉀的濃度均需控制，減少電子消耗在穿透熒光屏粉層上的能量而將絕大多數能量用于激發熒光粉發光，因此硅酸鉀溶液的質量濃度控制在0.02% 0.04% ；
3)在本產品中調制極膜孔直徑為Φ3.0_，加速極不設置限流膜孔，從而提高陰極發射的電子利用率；
二、電子運動軌跡的顯示，為了顯示電子束運動軌跡首先將示波管抽真空至高真空并在高真空的狀態下將陰極分解激活；然后待完成該步驟后，在示波管中充入IOPa的惰性氣體；基次根據所需不同顏色充入氦氣(綠色)、氖氣(紅色)、氬(紫色)等不同的惰性氣體，在IOPa的真空度下，惰性氣體分子在高能電子的轟擊下產生電離并向電離點周圍擴散，在擴散過程中電離的電子與電離的正離子復合發光，通過此原理在電子軌跡經過的路徑上就會產生相應的發光線條，通過發光線條能觀察到電子束運動的軌跡；
具體流程如下:
O首先對示波管進行排氣分解，抽真空至5 X 10_3Pa以上；
2)對陰極進行分解激活，分解陰極涂層中的BaC03、CaCO3iSrCO3為BaO、CaO、SrO,并在陰極涂層中產生游離態Ba、Ca、Sr原子，這些Ba、Ca、Sr原子在加熱到780°C以上，其外層的電子逸出產生電子發射；
3)待陰極分解激活完成后繼續抽真空至5X10_3Pa以上；
4)通過充氣閥向真空系統充入IOOOOOPa的惰性氣體并保持該真空5 IOmin；
5)抽真空至IOOPa的范圍；
6)示波管玻殼內表面不涂覆內導石墨層，以便于觀察電子束的運動軌跡。實施例3
可顯示電子運動軌跡的示波管制造方法，工藝步驟；
一、電信號的顯示，電子槍采用靜電聚焦、靜電偏轉模式，電子經電子發射系統發射，經靜電聚焦系統聚焦，將聚焦好的電子束顯示在熒光屏上，具體流程如下:
I)使用含9%的HF酸溶液清洗玻殼以去除玻璃表面的灰塵、油污等污物，并將玻殼表面毛化，以便于熒光粉涂敷；
2)采用硅酸鉀混合熒光粉溶液將熒光粉涂敷在玻璃屏幕上，由于該管加速電壓只有200V，接近于熒光粉發光的最低發光閾值電壓，因此熒光屏的厚度、硅酸鉀的濃度均需控制，減少電子消耗在穿透熒光屏粉層上的能量而將絕大多數能量用于激發熒光粉發光，因此硅酸鉀溶液的質量濃度控制在0.03% ；
3)在本產品中調制極膜孔直徑為Φ2.0_，加速極不設置限流膜孔，從而提高陰極發射的電子利用率；
二、電子運動軌跡的顯示，為了顯示電子束運動軌跡首先將示波管抽真空至高真空并在高真空的狀態下將陰極分解激活；然后待完成該步驟后，在示波管中充入2Pa的惰性氣體；基次根據所需不同顏色充入氦氣(綠色)、氖氣(紅色)、氬(紫色)等不同的惰性氣體，在5Pa的真空度下，惰性氣體分子在高能電子的轟擊下產生電離并向電離點周圍擴散，在擴散過程中電離的電子與電離的正離子復合發光，通過此原理在電子軌跡經過的路徑上就會產生相應的發光線條，通過發光線條能觀察到電子束運動的軌跡；
具體流程如下:
O首先對示波管進行排氣分解，抽真空至5 X 10_3Pa以上；
2)對陰極進行分解激活，分解陰極涂層中的BaC03、CaCO3iSrCO3為BaO、CaO、SrO,并在陰極涂層中產生游離態Ba、Ca、Sr原子，這些Ba、Ca、Sr原子在加熱到780°C以上，其外層的電子逸出產生電子發射；
3)待陰極分解激活完成后繼續抽真空至5X10_3Pa以上；
4)通過充氣閥向真空系統充入50000Pa的惰性氣體并保持該真空5 IOmin；
5)抽真空至50Pa的范圍；
6)示波管玻殼內表面不涂覆內導石墨層，以便于觀察電子束的運動軌跡。在進行電磁學等物理試驗時，將電信號通過靜電偏轉系統的水平和垂直偏轉板導入，使陰極發射的電子在電場作用下偏轉，因此可以在熒光屏上顯示出該電信號的波形；同時電子在加速場的作用下，在向熒光屏前進的過程中會因為惰性氣體分子電離復合發光，將電子在示波管中的運轉軌跡顯示出來，以便人們能對信號波形和電子軌跡均能直觀地觀察；此外還可以在外部加入磁場，觀察電子束在磁場中作用下的無運動軌跡，以及在熒光屏上的波形變化。
權利要求
1.一種可顯示電子運動軌跡的示波管的制造方法，其特征是該方法包括如下工藝步驟: 一、電信號的顯示，電子槍采用靜電聚焦、靜電偏轉模式，電子經電子發射系統發射，經靜電聚焦系統聚焦，將聚焦好的電子束顯示在熒光屏上，具體流程如下: 1)使用含8% 10%的HF酸溶液清洗玻殼以去除玻璃表面的灰塵、油污等污物，并將玻殼表面毛化，以便于熒光粉涂敷； 2)采用硅酸鉀混合熒光粉溶液將熒光粉涂敷在玻璃屏幕上，由于該管加速電壓只有200V，接近于熒光粉發光的最低發光閾值電壓，因此熒光屏的厚度、硅酸鉀的濃度均需控制，減少電子消耗在穿透熒光屏粉層上的能量而將絕大多數能量用于激發熒光粉發光，因此硅酸鉀溶液的質量濃度控制在0.02% 0.04% ； 3)在本產品中調制極膜孔直徑為Φ1.5_ Φ3.0_，加速極不設置限流膜孔，從而提高陰極發射的電子利用率； 二、電子運動軌跡的顯示，為了顯示電子束運動軌跡首先將示波管抽真空至高真空并在高真空的狀態下將陰極分解激活；然后待完成該步驟后，在示波管中充入IXlO-3Pa IOPa的惰性氣體；基次根據所需不同顏色充入氦氣(綠色)、氖氣(紅色)、氬(紫色)不同的惰性氣體，在I X 10_3Pa IOPa的真空度下，惰性氣體分子在高能電子的轟擊下產生電離并向電離點周圍擴散，在擴散過程中電離的電子與電離的正離子復合發光，通過此原理在電子軌跡經過的路徑上就會產生相應的發光線條，通過發光線條能觀察到電子束運動的軌跡； 具體流程如下: O首先對示波管進行排氣分解，抽真空至5 X 10_3Pa以上； 2)對陰極進行分解激活，分解陰極涂層中的BaC03、CaCO3iSrCO3為BaO、CaO、SrO,并在陰極涂層中產生游離態Ba、Ca、Sr原子，這些Ba、Ca、Sr原子在加熱到780°C以上，其外層的電子逸出產生電子發射； 3)待陰極分解激活完成后繼續抽真空至5X10_3Pa以上； 4)通過充氣閥向真空系統充入IOOPa IOOOOOPa的惰性氣體并保持該真空5 IOmin ； 5)抽真空至IX KT3Pa IOOPa的范圍； 6)示波管玻殼內表面不涂覆內導石墨層，以便于觀察電子束的運動軌跡。
2.根據權利要求1所述的一種可顯示電子運動軌跡的示波管的制造方法，其特征是所述的電信號通過靜電偏轉系統的水平和垂直偏轉板導入，使陰極發射的電子在電場作用下偏轉，在熒光屏上顯示出該電信號的波形；同時電子在加速場的作用下，在向熒光屏前進的過程中會因為惰性氣體分子電離復合發光，將電子在示波管中的運轉軌跡顯示出來，在外部加入磁場，觀察電子束在磁場中作用下的無運動軌跡，以及在熒光屏上的波形變化。
全文摘要
本發明是可顯示電子運動軌跡的示波管的制造方法，包括如下工藝步驟一、電信號的顯示，電子槍采用靜電聚焦、靜電偏轉模式，電子經電子發射系統發射，經靜電聚焦系統聚焦，將聚焦好的電子束顯示在熒光屏上；二、電子運動軌跡的顯示，首先將示波管抽真空至高真空并在高真空的狀態下將陰極分解激活；然后待完成該步驟后，在示波管中充入1×10-3Pa～10Pa的惰性氣體；基次根據所需不同顏色的惰性氣體，優點實現在向示波管輸入信號時，一方面觀察到了電子束在真空中的運動軌跡，另一方面將電信號的波形在示波管熒光屏上同步顯示。作為初、高中及電子專科教學演示用，演示電子束在電場或磁場中受到電場力或磁場力的作用下產生的偏轉現象。
文檔編號H01J9/22GK103151229SQ20131008487
公開日2013年6月12日 申請日期2013年3月18日 優先權日2013年3月18日
發明者胡月州, 畢軍 申請人:南京華東電子真空顯示科技有限責任公司