溶胶-凝胶法制备纳米复合Mo-La2O3阴极

采用溶胶-凝胶法制备出平均粒径小于60nm的Mo-La2O3粉末。将所制备出的纳米复合Mo-La2O3粉末经冷压、热压工艺后烧结成纳米复合Mo-La2O3阴极。发现用溶胶-凝胶法制备的Mo-La2O3阴极组织均匀，晶粒细小，La2O3粒子晶粒大多在100nm以下，且弥散分布在晶内及晶界上。在燃弧实验中发现用溶胶．凝胶法制备的纳米复合Mo-La2O3阴极击穿点分布存阴极表面的大部分面积上，烧蚀坑浅，且击穿优先发生在La2O3相上。     

ThO2粒子大小对W-ThO2电极材料电子发射及其阴极斑点特性的影响

用扫描电镜对具有不同大小ThO2粒子的阴极材料击穿后表面上阴极斑点的形貌进行了观察.结果表明,阴极斑点的几何特征和分布完全由ThO2的大小和形貌来决定.随着ThO2尺寸的减小,阴极材料的电子发射能力显著提高.分析认为,阴极斑点的击穿特征是由于微观结构在界面处引起的内电场的特性而产生的.     

Mo-La2O3阴极碳化机理

研究了碳化温度、碳化时间、碳化时苯的压强对Mo La2 O3 阴极碳化度大小和碳化层组织的影响。结果表明 :在 172 3K ,苯的压强为 1.5× 10 -2 Pa,碳化 6min后Mo La2 O3 阴极碳化度达到 19.7%,碳化层为疏松多孔的Mo2 C组织 ,有利于阴极热电子发射。应用扫描电镜 (SEM)、X射线衍射仪 (XRD)等手段对Mo La2 O3 阴极碳化层的显微组织和微观结构、物相等进行了观察与分析。并从热力学与动力学两方面对Mo La2 O3 阴极碳化机理进行了探讨。     

ThO_2粒子大小对W-ThO_2电极材料电子发射及其阴极斑点特性的影响

用扫描电镜对具有不同大小ThO2粒子的阴极材料击穿后表面上阴极斑点的形貌进行了观察。结果表明,阴极斑点的几何特征和分布完全由ThO2的大小和形貌来决定。随着ThO2尺寸的减小,阴极材料的电子发射能力显著提高。分析认为,阴极斑点的击穿特征是由于微观结构在界面处引起的内电场的特性而产生的。     

纳米复合W-6%ThO_2和W-2%ThO_2阴极材料的性能对比

通过真空热压烧结制备了W-6%ThO2和W-2%ThO2纳米复合阴极材料,分析表明两者的显微组织类似,纳米ThO2较均匀分布在W基体上;前者的起弧电场强度低于后者,逸出功也相应降低;两者的机械性能相差不大。     

激光重熔对纳米Ni-Al2O3复合镀层耐腐蚀性能的影响

利用喷射电镀方法在45钢基体表面制备了Ni-Al2O3纳米复合镀层,并对其进行了激光重熔处理.采用扫描电镜分析了Ni-Al2O3复合镀层和激光重熔层的微观组织,利用X射线能谱仪对镀层的元素进行元素分析,分别测试了基体材料及经过激光作用前后复合镀层的耐腐蚀性.结果表明:在优化的实验参数条件下,喷射电镀工艺能够制备出1.44wt％的纳米Ni-Al2O3的复合镀层,激光处理后,强化层与基体形成冶金结合,与基体相比,镀件的耐腐蚀性明显提高.     

阴极等离子体电沉积Pt颗粒弥散的Al2O3/YSZ复合涂层的性能研究

采用阴极等离子电解沉积弥散Pt颗粒增韧YSZ-Pt/Al2O3-Pt双层复合涂层。涂层中弥散的Pt颗粒阻碍的氧在涂层中的扩散,提高了涂层的抗氧化性能。Pt颗粒的弥散增韧显著提高了涂层的断裂韧性,缓解了陶瓷层与合金基体在高温下产生的热应力,使得涂层在高温服役过程中具有良好的抗剥落性能。     

激光重熔对纳米Ni-Al2O3复合镀层拉伸性能的影响

利用喷射电镀方法在45钢基体表面制备了Ni-Al2O3纳米复合镀层,并对其进行了激光重熔处理.分析了Ni-Al2O3复合镀层和激光重熔层的微观组织,分别测试了基体材料、经过激光作用前后的复合镀层的拉伸性能.结果表明:在优化的实验参数条件下,喷射电镀工艺能够制备出1.44wt％的纳米Ni-Al2O3的复合镀层,镀有纳米复合镀层的试件抗拉强度和伸长率高于基体材料,经过激光重熔后的试件的抗拉强度和伸长率进一步提高.     

Y2O3含量对Y-Gd-Hf-O直热式压制阴极发射性能的研究

为了提高Y-Gd-Hf-O压制式高温阴极的热发射性能,制备了Y2O3/HfO2摩尔比不同的S2O3掺杂Y-Gd-Hf-O直热式压制阴极。测试结果显示,当比值为5/2时,热发射能力最好,1500 ℃下发射电流为2.79 A/cm2。阴极支取直流发射电流密度1.0 A/cm2,在1500 ℃的工作温度下,已经稳定工作了1320 h,并在该温度下经过696 h的10 W连续电子轰击后,发射电流仍保持为初始值的86%,表现出良好的耐电子轰击能力。XPS结合深度刻蚀表明,发射活性层主要集中在距表面50 nm深度范围内。表层SEM、EDS分析表明,阴极经过激活、老炼,活性物质粒径变大,Y/Hf原子比低于初始值,且随着Y2O3含量的提高,阴极表层n型半导体Y2O3-x的含量相应地增加,对改善阴极表面的导电性、降低逸出功和提高阴极的热发射性能有促进作用     

纳米Al2O3颗粒含量对Ni-Co基纳米复合电刷镀层的组织和性能影响

采用电刷镀技术制备了不同Al2O3颗粒含量的合金纳米复合电刷镀层,采用扫描电镜、硬度测试仪和摩擦磨损试验机测试了纳米Al2O3颗粒含量对镀层的组织和性能的影响。结果表明,随着镀液中纳米Al2O3颗粒含量的增加,电刷镀层沉积速度降低、表面形貌平整,显微硬度先提高而后减低,磨痕深度先减小后增大,摩擦系数先减小后增大。当镀液中纳米Al2O3含量为20g/L时,镀层具有最优的组织和性能。     

Effect of Oxide Particle Size on Electron Emission and Vacuum Arc Characteristic of Mo-La2O3 Cathode

采用高能球磨及热压烧结工艺制备了Mo-4%（质量分数,下同）La2O3纳米复合的阴极材料,其中La2O3的颗粒尺寸小于100 nm;作为比较,商业W-4% ThO2阴极材料中的ThO2颗粒尺寸为1~2 μm。Mo-La2O3纳米阴极材料的平均真空起始电场强度为2.97×107 V/m,比商业W-ThO2阴极材料低62.7%。纳米复合的Mo-La2O3阴极材料具有优异的电子发射性能,其电子发射点的分布面积和密度明显大于商业W-ThO2阴极材料。氧化物的颗粒尺寸对于阴极材料的电子发射性能以及真空电弧特性有显著的影响。随着La2O3颗粒尺寸的减小,Mo-La2O3阴极材料的电子发射性能提高。当La2O3的颗粒尺寸减小到小于100 nm时,Mo-La2O3 阴极材料的电子发射面积和能力显著增加。纳米复合Mo-La2O3阴极材料电子发射性能的增强归因于在相界面上形成了高的内电场和空间电荷区。     

Thermionic properties of Mo-La_2O_3 cathode wires

The recent advances in Mo-La2O3 thermionic cathode materials were presented. It is shown that Mo-La2O3 cathode has better ductility, radioactive pollution-free, excellent thermionic electron-emission properties and lower operating temperature compared with W-ThO2 cathode. At operating temperature 1350～1400℃, the average saturation current of the Mo-La2O3 cathode is 118mA, the corresponding average current density is 367mA/cm2, and the average emission efficiency is 11.8mA/W. The lifetime of diode is more than 2000h when the stable emission current is 80mA. Moreover, the lifetime of practical 6T51-type triode is more than 1000h. These advances show that the Mo-La2O3 cathode electron tube is closer to industry application.     

Surface Carbonization of Mo-La2O3 Cathode

１　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＣａｒｂｏｎｉｚａｔｉｏｎｉｓｖｅｒｙｉｍｐｏｒｔａｎｔｔｏｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇｄｉｒｅｃｔｈｅａｔｉｎｇｍｅｔａｌｌｉｃｃａｔｈｏｄｅ,ｗｈｉｃｈｌｅａｄｓｔｏｌｏｗｅｒｔｈｅｏｐｅｒａｔｉｎｇｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅａｎｄｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｓｔａｂｌｅｅｍｉｓｓｉｏｎ．Ｉｎｔｈｅｒｅｃｅｎｔｙｅａｒｓ,ｔｈｅｍｏｌｙｂｄｅｎｕｍａｄｄｅｄｗｉｔｈｒａｒｅｅａｒｔｈｏｘｉｄｅｓ,ｓｕｃｈａｓＬａ２Ｏ３,ｈａｓｂｅｅｎｓｔｕｄｉｅｄａｓａｖｅｒｙｈｏｐｅ…     

稀土镧钼热阴极材料表面镧元素的蒸发

从理论上计算了碳化Mo-La2O3热阴极材料在不同温度下活性物质镧元素的蒸发速度,分析了镧元素蒸发对材料热电子发射及其稳定性的影响.计算结果表明:当温度为1623～1700K时,阴极中镧的扩散速度大于阴极表面镧的蒸发速度,Mo-La2O3阴极表面单质La的生成和蒸发保持平衡,阴极发射稳定; 当工作温度超过1700K,阴极表面镧的蒸发速度超过扩散速度,发射电流逐渐减少.测试了Mo-La2O3阴极FU-6051电子管在不同温度时的发射性能,热力学理论计算结果较好地解析了实验结果.     

稀土镧钼热阴极材料稳定发射机理--碳化及发射寿命

探讨了碳化Mo-La2O3热阴极的寿命机理,分析了阴极工作温度和碳化度(碳化层厚度)对碳化Mo-La2O3阴极电子管寿命的影响.研究结果表明:碳化Mo-La2O3热阴极的发射寿命是由碳化层中Mo2C的损耗决定的,阴极表面Mo2C消耗殆尽,阴极发射寿命即终结.阴极表面Mo2C一方面作为还原剂与La2o3作用被消耗,另一方面它在高温下会发生分解,阴极中Mo2C的损耗包括上述两个方面.在相同温度时,碳化Mo-La2O3阴极中与La2O3还原反应损耗的Mo2C和Mo2C在高温下分解损耗的相当.通过理论分析与计算建立了各因素影响寿命的数学模型,并通过高温分解实验得到了Mo2C在不同温度下的分解速率.在1 673 K,Mo2C的分解速率为1.21×107-7/(cm2·s),碳化度δ≥15%,Mo-La2O3热阴极可稳定发射1 000 h以上.     

Emission mechanism of Mo-Y_2O_3 cathode

1　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＭｏ Ｙ2 Ｏ3ｉｓａｎｅｗｋｉｎｄｏｆｒａｒｅｅａｒｔｈ ｍｏｌｙｂｄｅ ｎｕｍｔｈｅｒｍｉｏｎｉｃｃａｔｈｏｄｅｍａｔｅｒｉａｌｓ[1].ＩｔｉｓｅｘｐｅｃｔｅｄｔｏｓｕｂｓｔｉｔｕｔｅｒａｄｉｏａｃｔｉｖｅＷ ＴｈＯ2 ｃａｔｈｏｄｅｍａｔｅｒｉａｌｓｉｎｔｈｅｆｕｔｕｒｅ .Ｓｉｎｃｅｔｈｅｍｉｄｄｌｅｏｆ 1 970ｓ,ｐｅｏｐｌｅｈａｖｅｍａｉｎｌｙｄｏｎｅｒｅｓｅａｒｃｈｏｎｏｎｅｋｉｎｄｏｆｒａｒｅｅａｒｔｈ ｍｏｌｙｂ ｄｅｎｕｍｃａｔｈｏｄｅ—Ｍｏ Ｌａ2 Ｏ3ｃａｔｈｏｄｅ[…     

Surface segregation of La_2O_3 molecules in Mo La_2O_3 cathode materials

1　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＬａｒｇｅ ｐｏｗｅｒｅｌｅｃｔｒｏｎｔｕｂｅｐｌａｙｓａｎｉｍｐｏｒｔａｎｔｒｏｌｅｉｎｓｐａｃｅａｎｄｔｈｅｍｉｌｉｔａｒｙａｒｅａ .Ｔｈ Ｗｃａｔｈｏｄｅｉｓｎｏｗｗｉｄｅｌｙｕｓｅｄｉｎｔｈｅｌａｒｇｅ ｐｏｗｅｒｅｌｅｃｔｒｏｎｔｕｂｅ .Ａｆｔｅｒａｓｅｒｉｅｓｏｆａｃｔｉｖａｔｉｏｎｔｒｅａｔｍｅｎｔ ,Ｔｈａｔｏｍｓｓｉｔｕ ａｔｅｄｉｎＴｈ Ｗｃａｔｈｏｄｅ ,ｓｅｇｒｅｇａｔｅｏｎｔｏｔｈｅｃａｔｈｏｄｅｓｕｒｆａｃｅ,ｔｈｕｓｉｔｓｗｏｒｋｆｕｎｃｔｉｏｎｄ…     

全碳材料点状场发射阴极制备及其石墨烯填充场发射增强性能研究

目的 设计一种利用常见的铅笔芯和碳纳米管复合的全碳材料点状场发射器件,通过石墨烯填充,增强场发射性能。方法 导电玻璃作为阳极,铅笔芯与碳纳米管复合构成发射子,锡底座固定铅笔芯,并利用导电胶与导电玻璃粘接组成阴极。通过比较纯碳纳米管与不同浓度石墨烯的场发射性能,找到效果最好的填充石墨烯浓度。结合扫描电镜表征结果,对石墨烯填充增强场发射性能的原因进行解释。结果 实现了全碳材料点状场发射器件的制备及场发射性能的优化,发现7%的石墨烯浆料制备的器件场发射性能最好,得到的点状场发射阴极的阈值电场为1.05 V/μm,场发射增强因子高达13509,最大电流0.75 mA。结论 点状场发射器件拥有更好的聚焦性、更低的开启场强以及更大的场发射电流密度,在制作X射线源和微波器件方面具有较高的应用价值。