放电等离子固相烧结制备高密度LaB_6阴极性能

采用放电等离子烧结(SPS)技术,以碳化硼还原法制备的LaB6粉末为原料,制备了高致密LaB6多晶块体阴极,并系统研究了烧结温度、压力对LaB6烧结样品的物相、结构和性能的影响。确定了SPS烧结LaB6的最佳工艺为:压力50MPa,烧结温度1650℃,保温时间10min。实验结果表明:与其它LaB6多晶制备方法相比,SPS制备得到的LaB6烧结块体的力学及发射性能均有大幅提高,样品相对密度达到96.2%,维氏硬度达到1720kg/mm2,抗弯强度达到203.2MPa。样品在1520℃温度下发射电流密度达到17.41A/cm2,功函数为2.40eV。SPS制备法显著降低了LaB的烧结温度,缩短了烧结时间。

大面积环状LaB_6阴极

介绍了一种用于管状电子束发射的大面积LaB6阴极电子源,其阴极发射面积为115 mm2,LaB6发射体用钼作基底,在LaB6与钼之间用耐高温的碳化物粘合剂填充以防止LaB6与钼发生反应。采用电子束轰击的方式加热LaB6发射体,当阴极温度为1 873 K时,加热功率为173 W,直流发射电流密度达到40A/cm2。与用石墨加热LaB6发射体相比,该电子源加热功率降低了66%。阴极在室温下反复暴露于大气后其发射性能稳定。

多晶LaB_6阴极的脉冲热发射特性

采用多晶LaB6材料制成平板二极管阴极,阳极采用钼材料,阴极采用热传导与热辐射加热,加热体为石墨。实验研究了不同阴极温度、不同真空度下的脉冲发射特性,并对热发射稳定性进行了分析。结果表明:在动态真空系统中,阴极发射面积为0.0121 cm2,工作真空度为2×10-4Pa,阴极温度分别为1600,1650和1700℃,在脉冲宽度为40μs、重复频率为107 Hz的条件下,最大脉冲发射电流密度分别为34.0,44.0和53.8 A/cm2;2×10-4,5×10-4和2×10-3Pa压强下的发射能力没有明显的差异;脉冲宽度的变化不影响发射电流密度的变化。

基于Micro-CT光机X射线源的单晶LaB_6阴极的制备及其性能研究

本文采用电化学腐蚀方法和聚焦离子束技术制备了单晶LaB_6针尖,借助电子扫描电镜对针尖进行微观形貌分析。在此基础上,研制热解石墨径向夹持直热式单晶La B6阴极,对其发射性能及其在Micro-CT应用进行研究。研究表明,单晶LaB_6阴极能够产生高亮度的电子束,提高了X射线亮度,提升了Micro-CT图像质量。

LaB6空心阴极中毒特性

LaB6阴极与其他类型阴极相比具有电子发射电流密度大等优点,已广泛用于电推进、高发射密度电子枪等产品。为了研究LaB6空心阴极中毒特性、识别LaB6空心阴极主要失效模式,分别对LaB6空心阴极暴露大气后性能变化特征和引起性能变化的原因进行了研究。结果表明:LaB6空心阴极在暴露大气后表面吸附大量中毒气体,出现了发射体表面逸出功增加、发射体短期中毒现象。此时空心阴极的放电电压和阴极顶温度均有所上升,经过短期工作后放电电压和阴极顶温度均恢复初始状态。但LaB6空心阴极严重中毒后,并不能通过加热和离子轰击方式去除表面生成的氧化物。因此,可以在实验过程中通过监测空心阴极的阴极顶温度和阳极电压变化间接表征空心阴极发射体状态。

LaB_6阴极在电子束曝光机中的应用研究

本文报告了LaB_6阴极在电子束曝光机中的应用特性,叙述了一些有重要意义的实验结果。

LaB6空心阴极放电电压波动现象及发生机理

为了明确间歇性放电时LaB 6空心阴极放电电压波动的原因,首先对寿命试验期间空心阴极的放电电压进行了监测,然后对空心阴极发射体的剖切分析,通过以上方法开展了LaB 6发射体表面成份及中毒机理试验研究。结果表明:暴露大气后LaB 6空心阴极表面被氧化,发射体表面逸出功增加,导致电压波动。最后,提出了去除LaB 6发射体表面氧化层的方法。

电子束焊接电子枪的长寿命LaB_6阴极

本文介绍了电子束焊接电子枪长寿命阴极的研制,探讨了阴极材料选择、阴极组件结构确定所要考虑的问题。通过原理试验和在电子束焊接电子枪上的实际应用,测试了LaB_6阴极的加热性能和发射性能,初步解决了LaB_6阴极在电子束焊接中的实际应用问题。预计该阴极使用寿命可达上千小时。

强流离子源新型LaMo阴极的制备

作为强流离子源新型的LaMo阴极 ,其用于强流离子源阴极的实验结果表明LaMo阴极是一种有效的热阴极发射体 ,且该阴极用于强流离子源时 ,离子源放电起弧正常 ,使用寿命大大延长 (相对于LaB6阴极 )。本试验对LaMo阴极材料的制备进行了探索性的尝试 ,取得了较好的实验结果 ,但与样品LaMo阴极材料 (美国 )还存在着一定的距离。

一种60 kV焊接用太空电子枪的设计研究

采取间热式阴极加热方式并选取LaB6作为阴极材料,设计了一种焊接用太空电子枪。利用Vaughan综合迭代法得出了电子枪的初值,根据这些初值设计了电子枪的3极结构,并对磁透镜进行了设计。通过仿真不断地对电子枪的3个电极和透镜的参数进行适当地调整,以使仿真结果满足实际设计目标要求,同时在透镜的调试过程中进行了规律性分析。试验表明,该设计满足总发射束流60 mA和交叉斑直径0.3 mm,以及在工作距离300 mm处束斑0.4 mm的目标参数,此设计方法和整套设计流程可以为电子枪的设计提供一定的参考。

keV低能强流小截面电子束的研究

介绍了一种用于原子分子碰撞低能强流小截面电子束的产生方法 ,研究了电子束流强与 La B6阴极位置、栅电压、能量及透镜结构间的相互影响 ,采用辅助阳极和单透镜的组合 。

强流离子源新型LaMo阴极实验研究

对从美国购进的强流离子源新型LaMo阴极的发射特性以及用于强流离子源阴极的放电性能进行了测试 .实验结果表明了LaMo阴极是一种有效的热阴极发射体 ,且该阴极用于强流离子源时 ,离子源工作稳定 ,放电起弧正常 ,使用寿命大大延长 (相对于LaB6阴极 ) .从实际应用来看 。

静电自会聚六硼化镧电子枪的研究

设计并制作了一种用于X射线管的电子枪。以具有优异电子发射能力的六硼化镧阴极代替传统钨阴极,采用石墨热子加热的夹持式阴极结构;电子光学系统采用静电自聚焦方式,设计了具有梯形聚焦槽的单圆筒电极聚焦结构,避免了聚焦电极的引出;完成了阴极罩、阴极筒以及陶瓷芯柱等阴极组件的设计与封接。测试结果表明,当六硼化镧阴极为4.5 mm×0.8 mm的平面发射体结构时,在阴极温度1 500℃,阴阳极间距3.5 mm,阳极电压2 500 V条件下,热发射电流达到65 m A,且发射稳定性良好。在120 k V阳极电压下,电子枪在X射线样管中的性能测试结果表明,样管具有良好的电压电流开关特性,验证了该电子枪用于X射线管的优越性。

X射线源的静电自会聚电子枪的计算机模拟

高功率、大电流密度、细聚焦X射线源在工业无损探伤、医学成像、安全技术等领域具有广泛的应用。本文设计了一种用于X射线管的静电自会聚电子枪,该电子枪包括三部分:La B6热阴极发射体、带有矩形孔和斜槽的聚焦极、阳极。采用EBS粒子束模拟软件对该电子枪的结构进行了模拟仿真。仿真结果表明:电子枪的聚焦能力主要取决于聚焦极倾角,当聚焦极倾角为46°时,达到理想的电子束聚焦效果;随着阴栅距的增加,阳极电流以及束斑电流分布均匀性显著降低,当阴栅距为0.3 mm,可在工艺条件允许下,得到具有较大阳极电流以及理想电流分布的电子束。