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设计了一种基于场发射阵列阴极的X射线管结构。制备了金属尖锥阵列场发射阴极,结果表明该阴极具有良好的电子发射能力和稳定性,在阳极电压为3400 V的条件下,发射电流达1.46 mA,电流密度达516.4 mA/cm~2,适合应用于X射线管中。利用CST粒子工作室仿真软件对X射线管的电子光学系统进行计算,得到了可行的结构方案,结构由阵列阴极、聚焦极和阳极组成,阴极与聚焦极等电位,该结构中阴极面积为10 mm×2 mm,总发射电流约为10 mA,满足X射线管的发射要求。阳极电子束斑大小为1 mm×1 mm,可得到有效焦点大小为0.58 mm×1 mm的X射线。研究为进一步制造高分辨率的场发射X射线管打下了基础。