基于铁电阴极材料离子源的结构设计.pdfVIP

· 机械研究与应用 ·2013年第2期(第26卷，总第124期) 应用与试验 基于铁 电阴极材料离子源的结构设计 金克强，黄 刚，徐 波，张立红 (中国航天员科研训练中心人因工程国防重点实验室，北京 100094) 摘 要：为解决质谱仪的离子源发射阴极材料发射电子能力降低、使用寿命短等问题，需要用更好的阴极材料来代替 传统的灯丝等热阴极材料。经国内外研究证实铁电阴极材料具有发射 电流密度大、发射电子束品质好、寿命长、对真 空度要求不高等优点 1-3]。将原本完全独立的两块领域——铁 电阴极材料和离子源的发射阴极相结合，通过计算机 软件设计新型铁电阴极材料离子源的结构，用铁 电阴极材料来增强质谱仪离子源的使用寿命。 关键词 ：质谱仪 ；离子源 ；铁 电阴极 ；结构设计 中图分类号：TH122 文献标志码：A 文章编号：1007—44l4(2013)02-0105—03 A DesignM ethodoftheIonSourceBasedOilFerroelectricCathodeM aterial JIN Ke—qiang，HUANG Gang，XU Bo，ZHANG Li—hong (ChinaAstronautResearchandTrainingCenter-HumanFactorsEngineering， NationalDefenseKeyLaboratory，Beijing 100094，China) Abstract：Inordertosolvethesituationofthemassspectrometer，whichtheabilityofemittingelectronsoftheionsourcee— missioncathodebecomeslowerandtheservicelifegetsshorter，akindofmaterialoftheionsourceemissioncathodeisneeded toreplacethetraditionalhot—cathodematerialsuchasfilament．Ithasbeenprovedthattheferroelectriccathodematerialhas alotofadvantagessuchaslargeremissioncurrentdensity，higherqualityofemittingelectronbeam，longerservicelife，less requirementofthevacuum degree．A designmethodofattemptingtheferroelectriccathodematerialastheionsourceemission cathodematerialofthemassspectrometerisproposedinthispaper．ToenhancethelifeofthemassspectrometerSionsource withthetheferroelectriccathodematerial，aschemeoftheimplementationisprovidedbythecomputersoftware． Keywords：massspectrometry；ionsource；ferroelectriccathode；structuredesign l 引 言 del和H．Riege等人在脉冲电场下将阴极用PLZT材 很多专家认为质谱仪的核心部件离子源需要拥 料，测得了强流电子束大于 100A／cm ，同时理论上 有 自主的知识产权和明显的创新性，才能使我国在此 预言铁 电阴极电子发射电流密度可达 10A／cm 。 领域 占有一席之地。离子源被誉为质谱仪的心脏 ，其