一种用于医疗加速器栅控电子枪阴极的研制

介绍一种用于移动术中放疗电子直线加速器中栅控电子枪阴极的设计、研制、发射性能测试及其在该加速器中的应用情况。基于栅控电子枪低蒸发、高可靠、长寿命的设计要求,研制出了钨基底平均孔度为21.6%、浸渍311主要单一相铝酸盐、覆Os-W膜浸渍覆膜钡钨阴极。测试结果表明:该阴极在工作温度950℃,直流发射电流密度5.8 A/cm2,在1000℃,脉冲宽度10μs,脉冲发射电流密度24.1 A/cm2,工作温度950℃,直流支取3.0 A/cm2,14000 h寿命发射稳定。该阴极制备栅控电子枪在医疗加速器中获得成功应用。     

Y2O3-Gd2O3-HfO2掺杂W基直热式阴极热发射及耐电子轰击特性研究

为了提高大功率磁控管阴极的耐电子轰击性能,首次采用Y2O3-Gd2O3-HfO2(Y-Gd-Hf-O)掺杂金属W粉制备大功率磁控管用直热式阴极。对不同质量百分比(wt%)Y-Gd-Hf-O掺杂W基直热式阴极的热发射及耐电子轰击特性进行了研究。实验结果显示,50 wt% Y-Gd-Hf-O掺杂W基直热式阴极具有较大的热发射能力,1500 ℃工作温度下即可提供1.0 A/cm2的拐点发射电流密度。10 wt% Y-Gd-Hf-O掺杂W基直热式阴极具有较好的耐电子轰击性能,经过14 W/cm2电子连续轰击200 h后,热发射电流密度仅下降0.1 A/cm2。最后,对Y-Gd-Hf-O掺杂W基直热式阴极热发射及耐电子轰击机理进行了有益的探讨。     

一种Sc2O3掺杂Y-Gd-Hf-O压制式直热式阴极发射特性研究

为了提高Y-Gd-Hf-O阴极耐电子轰击能力,该文通过高能球磨、压制和高温氢气烧结,制备了一种Sc₂O₃掺杂Y-Gd-Hf-O压制式直热式阴极。该阴极在1550 °C工作温度下,经过10 W电子连续轰击480 h后,发射电流密度下降至初始值的87.5%,表现出良好的耐电子轰击能力。阴极表面的微观形貌、成分组成分析表明,经压制后氢气气氛烧结,阴极表面呈陶瓷状结构形态,有利于提高阴极的耐电子轰击能力;经高温烧结、激活后表面形成了n型半导体Y₂O_3-x层,对改善阴极表面导电性、降低逸出功和提高热发射有促进作用。     

新型锯齿结构微带天线在整流天线中的应用

提出了一种新型带有V形锯齿结构的圆形微带天线,相比于传统的圆形微带天线,该结构微带天线在2GHz的S11值能够达到-26.9dB,二次谐波S11值能够达到-0.2 dB,三次谐波S11值能够达到-3 dB。由于这种良好的抑制高次谐波的作用,在组成整流天线时,可以省掉结构复杂、体积较大的滤波器。并且采用这种结构的天线,具有采用分形技术设计微带天线所获得的缩小天线尺寸的效果。对由该结构组成的整流天线进行仿真和实验测试,获得了超过2.7 V的DC电压,证明了其应用到整流天线中的可行性。     

基于分形理论的方形锯齿结构微带天线研究

构建了一种类似于Koch分形的带有方形锯齿结构的微带贴片天线,通过在微带贴片天线两侧加方形锯齿来研究微带贴片天线的辐射特性.随着分形阶数及所加方形锯齿数的增加,微带贴片天线表现出各种不同的特性.当所加方形锯齿达到一定数量时,微带天线可抑制高次谐波的干扰.通过Hfss13.0软件仿真得到了分形天线的反射系数s11参数、电压驻波比及辐射方向图等,这些参数表明,当分形阶数为1,2时,天线具有倍频作用,当分形阶数为10～20时,天线具有明显的抑制高次谐波的能力.最后,对10阶分形天线进行了实物加工与测量,实验结果与仿真结果吻合较好.     

磁控管用新型直热式稀土铪酸钆陶瓷阴极研究

为了提高大功率磁控管的输出功率,延长其使用寿命,采用难熔稀土氧化钆和过渡金属氧化铪制备大功率磁控管用新型直热式稀土铪酸钆陶瓷阴极,并对该阴极的热发射特性和寿命特性等进行了测试,热发射测试结果显示该阴极在1300℃ br即可提供0.1A/cm²发射电流密度,1600℃ br下可提供超过1.93A/cm²的发射电流密度.寿命实验结果显示,该阴极在1500℃ br,直流负载为0.5A/cm²的条件下,寿命已经超过4000h.最后,利用X射线衍射仪、扫描电镜、能谱分析仪、氩离子深度刻蚀俄歇电镜等设备分别对该阴极活性物质的分子结构,阴极表面微观形貌、元素成分及含量等进行了分析.结果表明,高温烧结合成了单一的铪酸钆物相,烧结过程中当一种Gd³⁺价稀土氧化钆掺入Hf⁴⁺价的过渡金属氧化铪时,会发生离子置换固溶,为了保持铪酸钆晶格的电中性,晶格中就会产生一个氧空位.当阴极在激活、老练、热发射测试时,会加速氧空位的生成,产生的氧空位越多,阴极表面导电性就会越好,这间接降低了逸出功,从而提高了阴极的热发射能力.     

一种高精度医学红外热像图的实现方法

医学红外热像设备测得的红外数据及转换得到的温度数据难以直接判定其所属的人体区域,常需将其转为图像数据,利用图像处理技术得到感兴趣区域并从区域内温度数据得到生物特征,实现疾病的筛查或诊断。然而,从14位红外数据转换到8位图像数据存在严重的数据精度损失,导致处理性能欠佳。本文提出一种新的热像图表达方法,所得到的彩色热像图含原精度的温度数据信息,且含温度观察窗设定尺度下的彩色增强效果,同时载有温度数据记录和观察窗设定规则,通过对图像数据的逆变换,可以再现原始温度数据,并可改变彩色增强效果。该方法提供的热像图无需额外存取温度数据文件,在不同的红外热像系统间具有通用性,将更符合大数据和人工智能的发展趋势。     

Re掺杂对W丝阴极二次电子发射的影响

为了提高纯W丝阴极的二次电子发射系数(δ),在W粉中掺杂不同比例的Re粉。将混合好的W-Re粉制备在W片表面,经高温烧结后测量其二次电子发射系数。实验结果显示Re掺杂合金阴极能够提高纯钨丝阴极的δ。不同掺杂Re的W-Re合金阴极对提高二次电子发射系数的能力不同,掺杂5(质量比)%Re的W-Re合金阴极的二次电子发射系数最大,其最大二次电子发射系数(δm)值为1.8,相比于未掺杂的纯钨粉烧结阴极的δm,能够提高80%。     

含稀土氧化物难熔盐浸渍W基直热式阴极研究

为了提高磁控管阴极的工作性能, 采用新型La₂O₃/Y₂O₃-Gd₂O₃-ZrO₂难熔盐浸渍W基制备直热式阴极, 并对该阴极的热发射特性和寿命特性等进行了测试。热发射测试结果表明, La₂O₃-Gd₂O₃-ZrO₂浸渍阴极在1600℃可提供超过0.18 A/cm²的空间电荷限制区电流密度。在同等发射电流下, 该浸渍阴极的工作温度比纯W阴极降低至少300℃, 该阴极在1750℃, 0.5 A/cm²直流负载下, 可以连续工作2100 h。当以Y₂O₃代替La₂O₃, 采用相同的配比制备阴极时, 1400℃、1700℃下即可分别提供超过0.6、3.4 A/cm²的空间电荷限制区电流密度。Y₂O₃-Gd₂O₃-ZrO₂浸渍阴极的工作温度比La₂O₃-Gd₂O₃-ZrO₂浸渍阴极降低至少400℃, 该阴极在1600℃, 1.5 A/cm²直流负载下, 可以连续工作2600 h。最后, 对这两种新型含稀土氧化物难熔盐浸渍阴极的热发射机理进行了探讨。