粒度调控对钨阴极表面发射微区的影响

为了在微米尺度探究未分级钨粉、分级钨粉制备钨基体在阴极热电子发射性能上的差异,深入了解阴极表面微区电子发射过程和阴极发射机理,本文采用新型深紫外激光发射电子显微镜/热发射电子显微镜系统（DUV-PEEM/TEEM）对两种钨粉制备的阴极表面进行了光电子、热电子成像分析。结果显示,与未分级钨粉相比,分级钨粉制备钨基体的显微组织更加均匀,且闭孔率由1.44%降至0.47%;光电子+热电子联合成像精确得出两种阴极的发射均主要集中于孔隙及孔隙中的活性物质上;通过热电子图像对比及分析,分级钨粉制备阴极的热电子发射微区面积更大、分布更均匀;且在1050℃工作条件下,分级钨粉制备阴极的脉冲电流密度为30.79A/cm2,发射斜率为1.38;综合分析显示其具备更理想的本征热电子发射能力和发射均匀性,这对于了解阴极发射性能及改善热阴极制备工艺有一定的指导作用。     

等离子体球化处理和放电等离子烧结制备钡钨阴极多孔钨基体

采用等离子体球化处理和放电等离子烧结(SPS)相结合的方法制备了钡钨阴极多孔钨基体。研究了等离子体球化处理工艺参数对钨粉的球化率和性能的影响规律,以及SPS制备的多孔钨基体的微观组织和相应钡钨阴极的发射性能。结果表明:当喂粉速率和载气流量分别为2.4 g/min和4.0 L/min时,可得到球化率大于98%,且表面光滑、球形度高的球形钨粉;经球化处理后,钨粉的松装密度和流动性显著提高。与原料钨粉相比,采用球形钨粉制备得到的多孔钨基体的孔隙结构和分布均得到显著改善,且开孔率由18.3%提高至19.7%;相应的钡钨阴极在1050℃下的饱和脉冲发射电流密度由8.7 A/cm~2提高至11.2 A/cm~2。     

高效精密电解铣磨加工Al-SiC铝基复合材料的流场仿真与试验

提出Al-SiC铝基复合材料的电解铣磨加工方式,以直径10 mm、切深15 mm的工具阴极基体设计3种排数的出液孔,通过流场仿真建模及计算,优选出流速分布最均匀的工具阴极基体,并在基体表面进行电镀金刚石处理。在电解铣磨加工试验时,首先对工件进行高效粗加工,随后进行精密加工。结果表明:加工所得的工件沟槽侧壁平整度平均改善了0.56 mm,沟槽侧壁粗糙度值从Ra3.660μm降为Ra1.933μm,材料去除率达到255.9 mm3/min。     

氧化钪混合钨基扩散型阴极表面结构的研究

采用XRD、SEM和AES等分析方法对氧化钪混合钨基及浸渍后的阴极微观结构及表面活性元素的行为进行研究.结果表明:基体内Sc_2O_3弥散均匀分布.在阴极激活过程中,Ba和Sc从内部向表面扩散,在阴极表面形成含Ba、Sc、O的表面活性层,其厚度为M型阴极活性层厚度的10倍以上.对自由钪的产生机制进行了探讨.     

粉末粒形对钡钨阴极多孔钨基体孔隙的影响

采用粉末注射成形工艺制备钡钨阴极多孔钨基体，定量表征钨粉的粉末粒度和粒形，重点研究粉末粒形对多孔钨基体孔隙特性的影响。通过对比粉末的球形度、形状因子、圆润度、粗糙度、赘生物指数和凹度等特征参数，发现球形钨粉比商品还原钨粉和窄粒度钨粉具有更好的球形度、表面光滑度以及分散度。当粉末粒度相差不多时，通过改善钨粉的颗粒形状，粉末分散度得到提高，SW粉末经注射成形得到的多孔钨基体(P_SW)的孔隙结构均匀性最佳，其平均孔隙度、平均开孔孔隙度、平均孔径和孔隙总容积分别为24.0%、23.9%、1.17μm、0.0206 mL/g。     

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。     

EB-PVD制备SOFC电解质涂层的显微结构表征

采用大功率EB-PVD工艺在NiO-YSZ多孔基体上制备了20μm厚的YSZ电解质涂层材料。SEM分析表明制备态涂层表面由1μm～10μm的晶粒组成并含有少量微米级的孔隙，涂层材料的断面SEM表明涂层致密并和基体结合良好。EPMA分析显示初始蒸发阶段制备的涂层材料内Y，O元素分布均匀，Zr元素的分布存在一个梯度。XRD分析表明：涂层为典型的立方相结构并表现出择优取向特征。     

掺杂与湿氢工艺制备超粗钨粉及其对合金性能的影响

通过控制送入炉内H_2O与H_2的分压比制备了超粗钨粉,并对所制钨粉及其后续产品物化性能进行了研究。结果表明:与掺杂工艺相比,在还原温度1 040℃、还原时间9 h、P_(H2O)/P_(H2)=0.7的条件下制得Fsss粒度为20μm的超粗钨粉及其制备的碳化钨,具有细颗粒少,均匀性好,晶体发育完整,纯度高等优点。用其制备的超粗WC-10%Co硬质合金晶粒粗大,细晶少,粒度分布窄,组织均匀,无异常晶粒、孔隙等缺陷,后续产品抗冲击性能和抗磨损性能提高。     

氧化物颗粒尺寸对Mo-La_2O_3阴极电子发射及真空电弧特性的影响(英文)

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%Th O2阴极材料中的Th O2颗粒尺寸为1~2μm。Mo-La2O3纳米阴极材料的平均真空起始电场强度为2.97×107V/m,比商业W-Th O2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-Th O2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。     

镍包覆氧化铝增强铁基复合材料的界面行为及其耐磨性

采用化学沉积法在Al2O3表面制备了Ni镀层,将所制得的Ni包覆Al2O3颗粒(Al2O3P@Ni)作为铁基体的增强颗粒,采用SPS法制备了镀镍氧化铝增强铁基复合材料(Al2O3p@Ni/Fe).通过优化化学镀工艺,使得Al2O3表面被Ni层均匀覆盖.Ni镀层呈典型的花椰菜状结构,尺寸为1～4 ～μm,施镀过程中镍首先...     

La2O3—Mo阴极的发射机理

采用热分析、原位XPS等方法对Mo-La2O3阴极中La的价态进行了研究。探讨了该阴极的发射机理,实验结果表明,在高温下La2O3可以被Mo2C还原成单质La,La2O3-Mo阴极的发射可用原子膜机理解释：在阴极工作过程中,还原得到的La覆盖在Mo基体表面,降低了基体Mo的逸出功,促进了且极的发射,根据此机理提出了LaO3-Mo电子管制备和运行工艺,使电子管的工作寿命提高到了满足实际应用要求的水平。     

激光镀锆/钪钡铝酸盐复合薄膜钪型阴极的研究

钪型阴极具有优异的电子发射潜力,但同时也存在着发射均匀性和重复性差等共性问题。本文提出采用脉冲激光镀膜技术在浸渍钪型阴极表面沉积锆/高活性钪钡铝酸盐复合叠层薄膜,以实现对其性能的改进。实验完成了阴极表面膜层的制备,阴极二极管电子发射性能测试,阴极表面光/热发射电子显微镜观察,以及激活阴极表面成分及其深度方向分布的俄歇电子显微镜分析。研究结果表明,覆膜钪型阴极激活后,其表面Ba、Sc含量提升,获得了约110 ~ 130 nm厚的活性层,阴极展现出良好的发射性能;同时,阴极的表面发射均匀性获得明显提升。     

改善Al-Ti-B中间合金微观组织的研究

采用氟盐法工艺制备Al-5Ti-B中间合金,并使用成分改良的铝合金熔剂(主要含有NaCl、KCl、CaF、Na3AlF6),改善了微观组织;TiB2相呈细粒状,均匀弥散分布在a-Al基体上,平均尺寸为O.35～2 μm;TiAl3呈块状均匀分布,平均尺寸为25～95 μm.金相观察中没有发现化合物/组成相的区域偏聚现象.     

原位Al2O3颗粒增强铜基复合材料的制备及微观组织

采用原位反应的方法成功制备了Al2O3颗粒增强铜基复合材料.对原位反应过程进行了热力学分析和动力学分析.SEM观察和EDS分析显示,原位反应生成的Al2O3颗粒分布于Cu基体中,且颗粒平均直径约为0.5μm,在材料中平整圆滑的Al2O3颗粒与基体结合良好.     

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。     

稀土增强Al2O3掺杂钼基复合粉体的制备

采用溶胶-凝胶法制备了稀土掺杂Al2O3增强钼基复合材料的粉体,研究了在La2O3与Al2O3在不同掺杂量对粉体的影响。结果表明:采用溶胶凝胶法制得La2O3/Al2O3/Mo混合粉体的平均粒径为1～2μm。Al2O3对粉体的均匀性、颗粒分布、粒径大小有一定的影响,Al2O3添加量的增加对粉体的团聚有分散作用。当Al2O3含量为15vol%、La2O3添加量小于2.5%时,La2O3对粉体粒径无明显细化作用。     

纯钛表面TiO2纳米棒阵列的制备及其形成机理研究

采用阳极氧化恒流法在含NH4F的电解液中,以钛片为基体制备出高度有序、均匀的TiO2纳米棒阵列。通过场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)、X射线光电子能谱(XPS)、X射线衍射(XRD)对TiO2纳米棒阵列的表面形貌、组成、结合价态、晶相等结构特征进行了表征。结果表明,所制备的TiO2纳米棒阵列均匀分布、排列有序、沿垂直基体方向择优生长。纳米棒的平均直径约为25.68nm,平均长度约为91.35nm,长径比为3.56,平均分布密度约为189～197根/μm2;550℃热处理后生成的TiO2纳米棒阵列具有金红石型结构,结晶度为28.6%,沿(110)面取向生长。     

Al-Al2O3模板阴极法微细电解加工初探

分析了Al-Al2O3模板阴极法微细电解加工材料去除机理,开展了相关试验验证工作。选择陶瓷层厚度为70、150、200μm的铝板作为阴极,工件材料分别为不锈钢和纯钛,进行电解加工试验。结果表明:陶瓷层越厚,侧向腐蚀越小,成形精度越高,但相对加工效率有所降低。采用孔径500μm的Al-Al2O3模板,成功制备出平均孔径554.7μm和575.8μm的不锈钢工件及纯钛工件。     

掺杂方式对Mo-La2O3合金组织和力学性能的影响

分别采用液．固和液．液掺杂方式向钼粉中引入氧化镧，烧结出Mo-La2O3合金，通过扫描电镜和透射电镜观察，研究了不同掺杂方式制备的Mo-La2O3合金中第二相粒子的粒度分布和形貌，分析了第二相粒子在钼基体中的分布规律，检测了钼丝的拉伸性能，通过位错塞积理论讨论了La2O3颗粒形貌和分布对Mo-La2O3拉伸性能的影响机制。结果表明：液．液掺杂方法能够使钼基体中的La2O3粒子均匀分散，细化La2O3粒径；直径0．6mm、液．液掺杂钼丝的拉伸性能优于液-固掺杂钼丝。     

EB-PVD制备SOFC电解质涂层的显微结构表征

采用大功率EB-PVD工艺在NiO-YSZ多孔基体上制备了20 μm厚的YSZ电解质涂层材料.SEM分析表明制备态涂层表面由1 μm～10 μm的晶粒组成并含有少量微米级的孔隙,涂层材料的断面SEM表明涂层致密并和基体结合良好.EPMA分析显示初始蒸发阶段制备的涂层材料内Y,O元素分布均匀,Zr元素的分布存在一个梯度.XRD分析表明:涂层为典型的立方相结构并表现出择优取向特征.