钪钨基体钡钨热阴极发射性能研究

为获得电子发射性能优异的含钪钡热钨阴极,采用液固掺杂、掺杂钨粉还原、等静压制、高温烧结、浸渍发射物质等工艺,制备出钪钨基体钡钨热阴极。对该阴极的发射性能测试结果显示,在阴极温度分别为950℃、1050℃、1100℃时,脉冲发射电流密度分别为53.6A/cm2、65.7A/cm2、79A/cm2。分析认为,由于氧化钪均匀地覆盖在钨颗粒的表面,氧化钪与钨接触面增多,使氧化钪与钨的结合力增大,因此该阴极具有均匀性良好的热电子发射,较好的抗离子轰击能力。     

新型纳米薄膜钪钨阴极的研究

介绍了一种新型的纳米薄膜钪钨阴极，该阴极在1000℃（亮度温度）可以提供至少150A／cm^2的拐点电流密度。同时作者指出：含钪阴极的发射机制倾向于热电子发射机制还是“场助热电子发射”机制主要取决于阴极表面发射小岛的形成和维持。     

掺钪钨粉的制备研究

采用液-固掺杂工艺,以Sc(NO3)3水溶液制备了Sc2O3掺杂的钨粉,研究了所获钨粉的形貌、Sc2O3的分布。扫描电镜显示掺杂钨粉颗粒表面和裂缝中均匀附着了Sc2O3粉末,选区能谱分析证明Sc2O3在钨颗粒的表面覆盖均匀。Sc2O3与钨接触面增多,增大了钪与钨的结合力,该掺杂钨粉能够用于制备热电子发射均匀、抗离子轰击能力强的含钪钡钨阴极。     

一种大发射热阴极

很久以来,许多研究阴极的工作者都试图把稀土金属氧化物掺和在氧化钡中,制成稀土金属钡盐,作为钡钨阴极的发射物质,以改进一般铝酸盐钡钨阴极的性能。这些努力已取得一定的成效,特别是含氧化钪的钡钨阴极取得了更为引人注目的进展。但迄今为止,只见到有关这种阴极的发射性能的报道而尚未见到有关它的其他性能以及应用情况的报道。 几年来,我们也开展了含稀土元素的钡钨阴极特别是钪酸盐钡钨阴极的研究。最近,     

高电流密度氧化物阴极进展

氧化物阴极直流运用的发射电流密度为0．5A／cm^2，如使用Sc2O3分配式氧化物阴极，可使发射电流密度提高到2A／cm^2，而使用Ba2Sc2O5分配式氧化物阴极则有进一步提高到3．8Am／cm^2的可能。若采用Sc2O3的钨薄膜分配式氧化物阴极，则可进一步达到4A/cm^2不掺杂物质，仅将(Ba,Sr，Ca)O制成亚微米氧化物阴极也可将电流密度从0．5A／cm^2提高到2A／cm^2。     

含钪扩散阴极电子发射研究

采用水冷阳极平板二极管结构测试了含钪扩散阴极，结果表明，它有比其它扩散阴极更大的发射电流密度。在849℃（亮度温度），利用亚微米粉体制备的含钪阴极的功函数约为1．55eV，电子发射常数为1．126A／cm^2K^2。同时，采用米拉曲线讨论了这类阴极的欠热特性和电子发射性能。     

一种新型氧化物阴极制备方法介绍

着重介绍类似于压制钡钨阴极的一种新型氧化物阴极的制作方法。该方法能使阴极工作温度在只有760℃条件下，却能支取直流发射3A/cm^2高电流密度的氧化物阴极。     

亚微米结构新型含钪扩散阴极性能的研究

本文研究具有氧化钪掺杂钨基体钪酸盐阴极的性能.为了改进氧化钪的分布均匀性及提高阴极表面钪的扩散补充能力,分别采用液固掺杂和液液掺杂的方法制备了Sc2O3掺杂W粉基材,研究了利用这种钨粉制作多孔钨基体的工艺技术和多孔体的微观结构.研究表明在改进压制、烧结技术的基础上,可以获得具有适当孔度的亚微米结构多孔基体,氧化钪在基体中的分布得到进一步改善,在这种基体中铝酸盐的浸渍率可以达到常规浸渍阴极的要求.发射试验结果表明,这种阴极在850 ℃的工作温度下空间电荷限制的电流密度超过30 A/cm2,在超过2000 h的寿命实验过程中发射仍持续上升,因而在要求高电流密度和一定寿命的微波电子管中具有光明的应用前景.研究还证实多孔体的结构越趋细微,越有利于阴极的发射均匀性和耐离子轰击的性能改善.     

稀土难熔金属阴极材料研究进展

研究了稀土钼阴极的热发射、次级发射及亚微米结构钪钨基扩散阴极的热发射性能.结果表明,La2O3-Mo热阴极具有良好的热电子发射性能并具有抗暴露大气的能力.稀土钼次级发射材料经过1000～1200℃的高温激活处理后,材料的最大次级发射系数超过4.0.湿法冶金方法制备的亚微米结构钪钨基扩散阴极850℃b时电流密度可达47 A/cm^2,且阴极表面的发射均匀性较普通钪酸盐阴极有明显的改善.     

混合基钡钨阴极优良性能的研究

混合基钡钨阴极在1050℃,电流密度约为8A／cm^2以上,是普通钡钨阴极（B型或S型）的3至4倍,而且其寿命比普通钡钨阴极（B型或S型）高一个量级。文中用理查逊公式的推导和计算机模拟法（Mmller法）解释了混合基钡钨阴极的优良性能．尤其是建立在去极化模型和集簇法基础上的计算机模拟法（Muller）更是从微观上解释了混合基钡钨阴极的大发射性能,特别是Os-W（hcp）合金基底。     

A Study of Scandia-Doped Pressed Cathodes

Scandia (Sc)-doped pressed cathodes were prepared by different methods, including mixing of scandium oxide and barium-calcium aluminates with tungsten by manual mechanical mixing, high-energy ball-milling, and liquid-liquid doping. The surface behavior of the active substance, microstructure, and emission properties of the cathodes has been studied by auger electron spectroscopy, scanning electron microscope, and an emission test apparatus. Results show that the cathodes prepared by the liquid-liquid doping method have a fine microstructure. This kind of cathode has a submicrometer semispherical tungsten grain structure with homogeneous distribution of Sc and barium-calcium aluminates which are dispersed over and among tungsten grains. The cathodes prepared by the liquid-liquid doping method exhibited good emission properties, e.g., the current density of this cathode reached 46 A/cm² at 850 ^degCb.     

铝酸盐钡钨阴极中掺氧化钙和氧化钪的作用机理

各种铝酸盐钡钨阴极的发射物质中存在着2BaOCaOAl2O3和可利用氧化钡的共同成分。氧化钙的作用在于参予组成了2BaOCaOAl2O3相成分,稳定了可利用氧化钡。在掺氧化钪的发射物质5BaO3CaO2Al2O30.6Sc2O3中,氧化钪的作用则在于它和铝酸盐中的可利用氧化钡结合为2BaOSc2O3,成为电子发射源氧化钡或钡原子的载体,它起控制和补充发射源的作用。这个机理得到实验证实。     

氧化钪掺杂钨基扩散阴极的结构、表面与发射特性的研究

以钪盐的水溶液与氧化钨液-固掺杂法制备了氧化钪掺杂钨基扩散阴极，利用扫描电镜、能谱分析仪和原位俄歇电子谱仪等现代分析技术研究了烧结体的形貌、Sc的分布及阴极的表面特性。用自行研制的微机控制全自动电子发射测量装置检测了阴极发射性能。研究表明，与Sc2O3与W机械混合制备的混合基含Sc阴极相比，采用液固掺杂法制备的阴极，Sc2O3分布均匀，阴极耐高温和抗离子轰击能力强，发射性能优异。     

无机溶胶凝胶法制备铝酸盐对钡钨阴极性能的影响研究

针对高性能、长寿命空间行波管对阴极性能的苛刻需求,本文采用一种新型无机溶胶凝胶法制备钡钨阴极用铝酸盐,利用扫描电镜、X射线衍射仪分析铝酸盐的微观形貌、物相结构,并研究不同工艺路径制备铝酸盐对阴极发射性能、蒸发性能、寿命的影响。相比固相法制备的铝酸盐及阴极,无机溶胶凝胶法制备的铝酸盐烧结温度低、结晶性好、颗粒尺寸小(约1μm)且均匀性分散;无机溶胶凝胶法制备的阴极发射得到提高,发射拐点电流密度约为32.91 A/cm2,发射斜率约为1.403(1050℃(光亮温度));阴极蒸发速率较低,为2.5×10^-10 g/cm²·s(1050℃),同时阴极寿命提高了1.43倍。     

钡钨阴极的性能与多孔钨结构的关系

本文对渍制钡钨阴极多孔钨结构与发射和蒸发性能的有关数据进行了分析研究。结果表明,对于多孔钨结构,钨粉的颗粒度和孔隙的孔径大小决定了小孔内表面的总面积和钡在钨表面上的扩散路程,钡输送通道的大小和长短。这些因素对钡钨阴极的性能和工作机理有密切关系,但仅用多孔钨孔隙度来表征阴极性能那是不够严格的。最后我们提出了对于不同用途的阴极应采用的多孔钨结构。     

一种用于重离子加速器电子冷却装置阴极的研制

该文主要研制一种用于HIRFL-CSR电子冷却装置的氧化物阴极,测试了该阴极在普通试验二极管中的发射性能及寿命,研究了成型阴极表面温度均匀性及其分解激活过程。结果表明,阴极支取直流发射电流密度0.5 A/cm2,工作温度750℃～800℃时具有很好的发射均匀性,电流加速寿命结果表明,该阴极在800℃,寿命超过18000 h。     

渍制钪酸盐钡钨阴极脉冲性能的研究

本文对渍制钪酸盐钡钨阴极的脉冲性能作了下述几方面的研究。(1)脉冲发射水平和逸出功分布;(2)脉冲运用下的电子初速分布;(3)脉冲工作比效应;(4)强场下的非常肖特基效应。 本阴极在Tk=850℃下能提供的脉冲发射电流密度大于20A/cm2;平均逸出功=1.7eV;发射的不均匀性与国外报道的M型阴极的相近;在脉冲运用下,电子速度的分散值低于氧化物阴极的。本阴极在场强高于1104V/cm时,出现非常肖特基效应,本文用S值来表征。本阴极的S值明显高于渍制铝酸盐钡钨阴极和L阴极的。造成非常肖特基效应的主要原因是表面逸出功不均匀。在脉冲工作比f=510-3410-2范围内,支取8.8A/cm2时,本阴极有良好的平坦f特性,所以适用于长脉冲、大功率毫米波器件。 最后结合国内外对这种阴极的表面分析结果,对本文的实验结果进行了讨论,这些讨论有助于阐明本阴极的发射机制。     

新型压制钡钨阴极性能的研究

研究了新型压制钡钨阴极的发射性能 ,并且分别用KYKY - 2 80 0扫描电子显微镜 (SEM)和美国BIR公司ACTIS工业CT微焦点系统来分析所研制的新型压制钡钨阴极的表面形貌和内部结构 ,并对比了传统的钡钨阴极 ,来说明简化覆膜浸渍钡钨阴极生产工艺的可行性。     

微波管高温烘排时阴极温度的估算

为了估算微波管高温烘排时的阴极温度,本文提出了一种将炉温等效为热子温度的方法。采用这一方法可简便地估算出钡钨阴极及氧化物阴极在烘排时的温度。本文还对烘排炉温对阴极温度的贡献进行了讨论。