真空电子技术

0462 2003020094新型压制钡钨阴极性能的研究/张红卫,白振纲,俞世吉,丁耀根(中国科学院电子学研究所)11真空电子技术.一2002,(3)一67一69研究了新型压制钡钨阴极的发射性能,并且分别用KYKY一2800扫描电子显微镜(5 EM)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.图5参1(冈,J)到了一组具有原子分辨率的F EM像.该像可能是从单壁碳纳米管束中突出的一根(16,0)锯齿型单壁碳纳米管开口端的发射形成的.理论计算了FEM图…     

大电流阴极的发射性能研究

研究了新型钡钨阴极发射性能，并且分别用扫描电子显微镜(SEM)和工业CT微焦点系统来分析所研制的新型钡钨阴极的表面形貌和内部微细结构。该阴极不仅简化了传统浸渍钡钨阴极生产工艺，而且发射性能要优于传统工艺阴极。     

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。     

残余气体对阴极的作用

一、引言氧化物阴极,钡钨浸渍阴极或压制阴极,以及它们的改进型铱膜钡钨浸渍阴极在各种电真空器件中得到了广泛的应用。在真空器件的性能改进和增长寿命问题上、管内残余气氛对阴极性能和寿命的影响,仍然是一个重要因素。不论是化学活泼气体如O_2、H_2O、CO_2等或是例     

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。     

发展中的钪酸盐钡钨阴极

本文全面系统地综述了钪酸盐钡钨阴极的发展趋向,并着重说明端层压制W Sc_2O_3的浸渍型阴极发射电流密度大,抗离子轰击能力强的特性。     

一种复合钨海绵体钡钨阴极

通过分析影响钡钨阴极蒸发的各种因素,结合实际生产中的工艺要求,介绍了一种复合钨海绵体钡钨阴极制造工艺,能够有效降低钡钨阴极蒸发。     

浅谈浸渍式钨酸盐阴极的制造

介绍了浸渍式钨酸盐钡钨阴极制造的工艺流程，并对钨海绵的压制、磨削夹具的设计、钨酸盐的制备、钨酸盐的浸渍等几个关键工艺进行了详细的探讨，指出只有严格按照相关工艺操作，才能制备出性能良好的阴极。     

新型二元混合基钡钨阴极的发射性能研究

研究了二元混合基底的制备及对钡钨阴极发射性能影响,结果表明所研究的W-Ir（MMM）、W-Re（CMM）二元混合基钡钨阴极有比传统覆膜纯W基钡钨阴极更低的逸出功,具备更好的发射性能;从所研究的两种混合基钡钨阴极发射来看,覆膜阴极和未覆膜阴极发射效果没有明显差异。     

钡钨阴极表面的光电子谱研究

用XPS,APES和ARPES分析技术综合探测了钡钨阴极(包括铝酸盐、钨酸盐和钪酸盐阴极)的表面化学,获得了一些新的结果。实验表明:阴极表面光电子谱峰的形貌特征与阴极的激活状态呈对应的关系;激活后钡钨阴极表面的钨是单一金属态,钡呈现氧化态。     

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／cm^2、65．7A／cm^2、79A／cm^2。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．     

微焦点工业CT在钡钨阴极分析中的应用

介绍了计算机断层扫描（CT）成像的基本原理和设备基本组成，并用微焦点工业CT系统来分析钡钨阴极的内部微细结构，充分证明了微焦点工业CT系统在对钡钨阴极的分析中有着良好的应用。     

The relations of impregnated cathode properties to the tungsten matrix structure

Some data of emission and evaporation properties related to tungsten matrix structures of the impregnated cathodes are analyzed. The results indicate that the particle size of tungsten powder and the pore size in the porous matrix determine the total inside surface area of all pores, the diffusion length of barium atoms over tungsten grain surfaces, and the diameter and length of the path through which barium atoms are transported. These factors all relate to the properties and operation mechanism of an impregnated cathode; therefore, it would not be strictly correct to use only the matrix porosity for characterizing the cathode properties. Finally, the preferred structures of porous tungsten matrix depending on different applications of impregnated, cathodes are proposed.     

一种环状钡钨阴极发射体制造新方法

通过分析传统环状钡钨阴极发射体制造工艺的优缺点,结合实际生产工艺需要,总结出一种新的钡钨阴极海绵钨环制造工艺,避免了传统浸铜工艺造成的铜残留,提高了阴极性能,延长了磁控管的寿命。     

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。     

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,     

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。     

New model for the role of oxygen in the emitting surface of the impregnated tungsten cathode

Based on the analysis and synthesis of recent experimental results—in particular, on the role of oxygen in the surface of a tungsten substrate—previous suggestions are examined and disproved. Furthermore, a new model for the role of oxygen in the thermionic emitting surface of an impregnated tungsten cathode is proposed. The model assumes that, at oxygen concentrations of approximately 5 × 10¹⁴ atoms cm^?2 or less, oxygen atoms are incorporated into the outermost layer of the tungsten substrate; this accompanies the surface roughening that lowers the work function, enhances the barium-substrate bond, and forms a compacted Ba-(W,O) atomic configuration that is most stable and has the lowest work function. At higher oxygen concentrations, the excess oxygen lies on a surface site between the barium adsorbate and the tungsten substrate, forming a less stable Ba-O-(W,O) configuration that increases the work function and poisons the emitting surface. This model can effectively explain all the observed experimental results.     

Experimental and theoretical research of electron emission mechanism of M-type cathodes

With the most advanced Synchronous Radiation Photoelectron Spectrum （SRPS）, the emission mechanism of M-type cathodes has been investigated from the perspective of chemical state. Based on the experimental results of SRPS analysis, a new model of the electron emission mechanism for M-type cathode is discussed. The main topics in this paper include the research status of electron emission mechanism of M-type cathodes; the advantages of SRPS technology; the distribution of oxygen chemical state on the cathode surface and the evolvement of oxygen chemical state during activation process; the relation between barium chemical state and osmium （Os）-coating; surplus barium and its formula; the characteristics of Os, and other noble metal coatings; the relation between film characteristics and emission performance of cathodes, the inhibition effects to the emission for Platinum （Pt）-coated cathode, etc. At the end of this paper, electron emission mechanism of M-type cathode is summarized and foreseen.