复合稀土钼材料次级发射性能

利用溶胶-凝胶法制备稀土氧化物掺杂钼粉,随后利用放电等离子体烧结法将该粉末制备成稀土钼金属陶瓷材料,利用SEM、DTA、电子发射性能测试等方法对样品次级电子发射性能进行研究。结果表明:稀土氧化物均匀掺杂和组织的细化有利于材料发射性能提高,但不能降低其激活温度;经过高温氢气处理,样品的真空激活温度大幅降低,发射系数提高;稀土氧化物易吸收水分和气体的特性导致后续真空激活过程中阴极表层钼氧化,而高温氢气处理消除了样品中多余的水分和气体,保持了样品中金属与氧化物的相间分布状态,这是样品在活化前后发射性能发生变化的主要原因。

氧化钪掺杂、亚微米结构多孔钨基扩散阴极的研究

为了改进氧化钪的分布均匀性及提高阴极表面氧化钪的扩散补充能力,作者在前期研究的基础上,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W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进.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,阴极具有很高的发射水平.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的改善.

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30A/cm2,在超过2000h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。

钪钨基压制型阴极的制备及性能研究

将活性发射盐与氧化钪掺杂钨粉采用不同混合的方法结合,结合氢气气氛下的高温烧结法制备了氧化钪掺杂钨基扩散阴极。实验结果表明元素混合的均匀性对阴极的发射有着重要的影响。采用高能球磨法混合的粉末,元素分布均匀且颗粒细小,高温烧结过程中有利于发射盐与基体元素钨之间反应充分,形成有利于发射的活性物质。该种方法制备的阴极,发射性能为手工研磨混合的8倍,且为覆Os钡钨阴极的4倍。在激活过程中,活性元素Ba、Sc和O从阴极内部向表面扩散,在表面形成均匀分布的含Ba、Sc和O的活性层,促进了阴极的发射。

喷雾干燥纳米氧化钪粒子掺杂含钪扩散阴极的发射特性

采用喷雾干燥法制备氧化钪掺杂钨粉。用这种钨粉制作基体并浸渍铝酸钡、钙,研制了大电流密度含钪扩散阴极。分别在平板二极管和电子枪内研究了阴极的脉冲与直流发射性能以及寿命,并对高直流电流密度下的电子冷却效应和温度补偿进行了探讨。结果表明,阴极在二极管结构内,温度为950℃时,空间电荷限制区偏离点脉冲电流密度可达到122 A/cm^2,直流电流密度可达到60 A/cm^2以上。在初始直流载荷20 A/cm^2的条件下进行寿命试验,电流逐步上升至30 A/cm^2,连续工作2000 h,提升电流密度至40 A/cm^2后,继续稳定工作达3000 h以上。在电子枪内,初始脉冲电流58 A/cm^2时的欠热特性膝点温度仅为900℃,阴极在50 A/cm^2的电流密度下稳定工作1000 h,并仍在继续。上述结果表明,所研制的阴极优于当前所用的其他各类热阴极,工艺可控,具有在太赫兹领域等新型连续波微波真空电子器件内实际应用的能力。