高频数字X射线管灯丝发射特性对比研究

选择X射线DR摄影系统用国产与进口X射线管,进行灯丝发射特性对比研究,评估国产X射线管满足高频数字X射线机使用的有效性。采用万东50kW高频高压发生器,在相同负载条件下,分别测试进口和国产X射线管的大小焦点灯丝初级电压、灯丝初级电流、高压初级电流,并将灯丝初级电压和初级电流换算成灯丝次级电压和次级电流进行数据分析。对应选择的多档kV,在25~100mA管电流范围内,两种X射线管的小焦点发射特性均呈线性。在125~630mA管电流范围内,两种X射线管的大焦点发射特性呈线性。在相同管电压情况下,进口X射线管小焦点发射效率高于国产X射线管平均9%左右;进口X射线管大焦点发射效率低于国产X射线管平均2%左右。国产X射线管灯丝发射特性能够匹配国产高频数字X射线机,满足临床X射线诊断使用。配套DR专用摄影系统时,可将小焦点实际焦点宽度适当减小,既可提高影像质量,也可降低灯丝损耗。     

X射线辐照下材料电子发射特性的模拟

稳态 X 射线管是一种重要的 X 射线辐照模拟装置,在辐照效应等研究领域有重要应用。采用蒙特卡罗模拟方法计算了 50 kV,150 kV 和 225 kV 管电压下的 X 射线能谱,并对 X 射线辐照下电子发射进行了模拟;研究了准直孔直径分别为 2 mm,4 mm 和 6 mm 条件下 X 射线的焦斑分布和电子发射弥散情况,以及不同能谱的 X 射线轰击到聚乙烯、聚酰亚胺、Si、SiO₂、Cu、Ta 和 W等样品上产生的电子发射能谱和电流强度等特性,为 X 射线辐照下材料电子发射特性的实验研究和设计提供一定的理论基础和指导。     

真空荧光显示器亮度特性的研究

为了确定真空荧光显示器(Vacuum Fluorescent Display,VFD)亮度特性(灯丝发射电流、电流分配系数、发光效率和亮度)与阳极电压的关系,缩短开发时间并提高新品开发的成功率,选取8种常见颜色荧光粉制作了8种型号的VFD实验样品,实测每个步长阳极电压下的灯丝发射电流、阳极电流以及亮度数据,利用最小二乘法得到了灯丝发射电流随阳极电压变化的关系,采用右逼近法分别给出了电流分配系数及发光效率的威布尔拟合公式,最终确定了亮度随阳极电压变化的计算表达式。研究结果表明,实验设计方案切实可行,灯丝发射电流、电流分配系数及发光效率随阳极电压变化的拟合公式精确度很高,亮度的计算值与实验值相比误差很小,便于在设计之初只需根据阳极电压设计值就能够获得VFD的亮度特性,为VFD的结构优化设计提供重要的理论依据和技术参考。     

X射线管性能对定向仪精度影响的探讨

X射线定向仪主要用于对晶体的定向,通常是测定被测晶体不同部位与该晶体几何参数之间的关系.定向仪主要由X射线管高压发生装置、计数管、测角仪、信号放大线路等组成.利用X射线的衍射特性,对晶体作定向测量.而X射线管是该仪器中的重要部件,在很大程度上决定了仪器的测量精度.本文通过对该管不同的设计、工艺试验,重点讨论X射线管的性能对仪器精度的影响.     

诊断用50微米微焦点X射线管及其计算机辅助设计

观察诊断物体微小细节的几何放大之放射照相术,需要一个极小的X射线源。在X射线管中,这种X射线源必须使用一种非常窄的电子束。普通的X射线管有用作电子发射体的螺旋灯丝和静电聚焦极,所有这些部件均处于同一电位。这种X射线管电子束的聚焦比其它电子枪如行波管电子枪电子束的聚焦更困难。还未见过小于0.2毫米的聚焦电子束的X射线管。我们已研制出50微米微焦点的X射线管。它是借助于计算机辅助设计技术获得电子束轨迹的。在设计中考虑了空间电荷效应。作为电子发射体的螺旋灯丝的直径是0.56毫米,而聚焦电子束的宽度约50微米。     

真空二极管光电转换效率研究

在光子增强型热电子发射转换机制的理论基础上,研究了NaCsSb真空二极管在光照和加热条件同时作用下的表现.光电转换效率实验测试了在不同波长以及不同温度条件下,NaCsSb真空二极管的电流-电压曲线和功率-电压曲线,并计算了NaCsSb真空二极管的光电转换效率.实验结果表明,光照和加热条件共同具备时,NaCsSb真空二极管产生的功率约为仅提供光照条件时的两倍多.在同一波长下,加热时的真空二极管转换效率更高.     

碳纳米管场发射微焦点高速X射线管

具有快速启动和高速拍照特性的微焦点X射线管具有广泛的应用需求。一种基于碳纳米管场致发射阴极阵列的微焦点X射线管研制成功。采用由微波等离子体化学气相沉积方法制备出的高度定向的、具有优异场致发射性能的碳纳米管微束阵列作为X射线管的冷阴极,以此设计出由六边型铜网为栅极的多级式高分辨率电子光学系统,使该X射线管可以实现高速脉冲拍照特性。当栅极电压为2.7kV时,总发射电流达到2mA,碳纳米管相应的发射电流密度达到2.5A/cm2,此时X射线的焦斑尺寸为39μm,从而可以实现高分辨率X射线成像。     

选区外延生长半极性GaN材料上的肖特基接触特性

半极性GaN材料的研究在光电器件和电子器件领域有重要意义.采用选区外延生长技术在Si衬底上生长半极性GaN材料,并制备肖特基势垒二极管(SBD).通过测量SBD在不同温度下的Ⅰ-Ⅴ特性曲线,观察到电流的大小随着温度的增加而增加,且受反向偏压影响,证明半极性GaN基SBD的电流传输机制为热电子场发射模型.光致发光光谱和X射线光电子能谱测试进一步表明,相比极性c面GaN材料,半极性GaN材料表面存在较高的氧杂质原子浓度和氮空位,此为半极性GaN肖特基特性偏离热电子发射模型的主要因素.     

基于碳纳米管冷阴极X射线管电子源研究进展北大核心

简要介绍了场致发射的原理及其相比于热电子发射的优势,阐述了碳纳米管场发射的性能和基于碳纳米管(CNT)场发射X射线管电子源的典型结构,重点讨论了三极式与二极式碳纳米管冷阴极X射线管电子源的最新研究进展和碳纳米管X射线源的成像技术应用。今后碳纳米管场发射冷阴极取代传统的热阴极应用于X射线管电子源,可制成高时间分辨率、体积小、脉冲响应、能耗低和寿命长的微型X射线管,基于这些优势衍生出的新型X射线成像技术将推动临床医疗、安检和工业检测等领域的技术革新。     

X射线管mA下跌的成因分析和解决方法

对X射线管在高频恒压条件下工作时出现的mA下跌现象,进行了多方面的分析,深入浅出地解释了X射线管阳极电流不稳定的成因,mA下跌主要是由散射电子堆积在玻壳上形成静电荷,抑止了阴极的发射,静电荷的形成过程正是mA下跌的过程,并提出了克服mA下跌的方法,经生产实践中使用效果良好.     

基于高频逆变技术的X光机研究与设计

X光机在各种领域有着广泛的应用.采用高频逆变技术设计X光机,阳极高压产生电路中合理地利用了升压变压器的寄生参数来设计谐振变换器,同时使用推挽电路产生高频交流加热灯丝,并对阳极电流的精确控制和整机控制时序进行了分析说明.样机实验结果表明,该方法设计的X光机输出电压、阳极电流稳定,且能独立可调,体积小,效率高.     

冷阴极X射线管关键部件的设计与仿真

利用CST粒子工作室软件设计仿真了一种高电子通过率冷阴极微焦点X射线管。重点分析X射线管阴极结构、栅网和聚焦极的结构与电压、阳极电压等关键因素对电子束聚焦束斑的影响,特别是设计了一种独特的阴极凹槽结构,使阴极电子束发射的散角减小了21.84°,并使电子枪通过率从54.3%增加至74.59%。在此基础上设计的碳纳米管X射线管在阳极电压为70 kV时,电子通过率可达到75%,电子束焦点约为56 μm,聚束比为5∶1,可为冷阴极微焦点X射线管的设计和加工提供参考。     

电气和电子工程用材料科学

T日43 02020060金属/聚酸亚胺LB簿膜界面特性的研究/封伟,曹猛,郑建邦,李成全,吴洪才(西安交通大学电信工程学院)11西安交通大学学报一2001,35(8)一825一525为提高有机电子器件的性能,制备了不同厚度的聚酶压胺(P l)LB薄膜.测量了不同厚度的聚酞亚胺LB薄膜与金电极接触时的表面电压,分析了金属/Pl LB薄膜界面的电荷分布情况,发现电荷主要集中在界面附近.测定了金属/P 1 LB/金属结构的电流一电压关系,用金属热电子发射和场致发射的模型对其进行了分析,结果表明电子发射机理受温度和电场强度的控制.实验结果与模型符合得较好.图5参12(午…     

不同退火温度对4H SiC 金半接触的影响

采用高真空电子束蒸发法制作了基于4H SiC外延材料的肖特基二极管,其中欧姆接触材料为Ti/Ni,肖特基接触材料为Ni。常温下,电流-电压(I-V)测试表明Ni/4H SiC肖特基二极管具有良好的整流特性,热电子发射是其主要输运机理。对比分析不同快速退火温度下器件的I-V特性,实验结果表明875 ℃退火温度下欧姆接触特性最好,400 ℃退火温度下器件肖特基接触I-V特性最好,理想因子为1.447,肖特基势垒高度为1.029 eV。     

真空荧光显示器阴极灯丝的可靠性设计分析

为了确保真空荧光显示器(Vacuum Fluorescent Display,VFD)阴极灯丝发射电子的稳定性,建立了灯丝变形问题的简化模型,推导了在冲击载荷作用下挠度和最大应力的解析公式,通过与有限元计算结果对比证实了解析解的可靠性,并提出了灯丝关于结构参数可靠性设计的判据.结果表明:解析解准确地描述了不同冲击载荷下VFD阴极灯丝的变形问题;最大挠度与最大应力发生在冲击载荷和VFD灯丝中点重合的位置,两者均随着灯丝加长或变细而增大,且直径对这一增大幅度的影响更明显;VFD灯丝关于长度和直径的设计判据精准高效、简单可行.研究结果可为真空荧光显示器灯丝的可靠性设计给予定性支持,并为改进灯丝性能提供结构参数优化设计的定量依据.     

一种新型X射线发生器电源设计

设计了一种新型X射线发生器电源,应用高频开关电源技术、高压倍压整流技术与单片机控制技术,成功研制出一台额定电压160 kV,管电流0.4 mA~1.2 mA的用于安检设备的X射线发生器。介绍了X射线发生器的应用场合、工作原理、主要设计思想及国内外研究现状;详细介绍了设计的X射线发生器电源的功能构成,阐述了高压与灯丝高频逆变电路、高压倍压整流电路以及控制系统的拓扑结构、设计过程和仿真结果;最后给出了试验结果以及与安检系统进行联试的扫描图像,测试结果表明,其技术指标达到安检设备用X射线发生器的要求。     

FD422一个被遗忘了的靓胆

当金属被加热到一定温度的时候,金属里的自由电子获得了足够的能量,就会从表面逸出,这就是人们常说的热电子发射。使金属发射电子所必须提供的最低限度的能量称之为逸出功。金属钨（W）很早就被选为电子管的热电子发射材料,像著名的889RA（美国）、RD5XF（捷克）都是采用纯钨做灯丝的电子管。嗣后人们又发现钍（Th）的逸出功比钨还要低,     

多晶硅薄膜晶体管泄漏电流建模

泄漏电流是多晶硅薄膜晶体管应用的一个主要问题,多晶硅薄膜晶体管泄漏电流的建模对集成多晶硅薄膜晶体管设计和工艺改进具有重要意义.本文以陷阱辅助热电子场致发射理论为基础,通过对物理模型的近似处理,提出了一个在大的栅压范围和温度范围内与实验数据吻合较好的多晶硅薄膜晶体管泄漏电流解析模型.模型适合于电路仿真器.     

硅尖阵列二极管温度性能的研究

简述了真空微二极管的结构参数设计、工作特点、工艺制备技术。给出了微二极管不同的温度下Ｆ－Ｎ曲线及湿法化学腐蚀制备硅尖的形貌。该微二极管起始电压为２Ｖ左右，发射尖电流５μＡ／锥尖。     

镍基碳纳米管薄膜场致发射电流的实验测定

在不同表面宏观电场下对定向生长于镍片上的碳纳米管膜的场致发射电流密度进行了测定，被测样品是在作者提供的纯镍基片上由美国Xintek公司加工，测试条件为：发射窗口直径3mm，平行板电极系统极间的距离0．4～1．0mm，可微调，测试电压0～1000V。在相同实验条件下，多次测量电场强度与发射电流密度的关系及其稳定性。在距离不变及中等工作电压的情况下，测定了样品连续工作及反复间断工作时场致发射电流的稳定性。将测量结果分别与美国公司公布的资料及作者两年前对西安交通大学所提供的硅基片碳纳米管所做的测定结果进行了对比，依据对本次样品的测量数据建立了相应的j-E关系曲线的数学拟合函数表达式，为用本次样品设计制造碳纳米管冷阴极X线管做了准备。