Y2O3-Gd2O3-HfO2掺杂W基直热式阴极热发射及耐电子轰击特性研究

为了提高大功率磁控管阴极的耐电子轰击性能,首次采用Y2O3-Gd2O3-HfO2(Y-Gd-Hf-O)掺杂金属W粉制备大功率磁控管用直热式阴极。对不同质量百分比(wt%)Y-Gd-Hf-O掺杂W基直热式阴极的热发射及耐电子轰击特性进行了研究。实验结果显示,50 wt% Y-Gd-Hf-O掺杂W基直热式阴极具有较大的热发射能力,1500 ℃工作温度下即可提供1.0 A/cm2的拐点发射电流密度。10 wt% Y-Gd-Hf-O掺杂W基直热式阴极具有较好的耐电子轰击性能,经过14 W/cm2电子连续轰击200 h后,热发射电流密度仅下降0.1 A/cm2。最后,对Y-Gd-Hf-O掺杂W基直热式阴极热发射及耐电子轰击机理进行了有益的探讨。     

Ce元素固溶掺杂对LaB6阴极材料电子逸出功的影响

采用稀土金属Ce元素固溶掺杂改性LaB6以降低其电子逸出功的策略,先通过熔盐法制备出La1-x Cex B6(x=0.2,0.4,0.6,0.8)固溶体纳米粉体,后经热压烧结得到La1-x Cex B6阴极材料。利用XRD、SEM等技术表征La1-x Cex B6阴极材料的组成结构,并研究了Ce元素固溶掺杂对LaB6阴极材料电子逸出功的影响。结果表明,所制备的La1-x Cex B6阴极材料为单相固溶体,致密度高,相对密度介于98.49%～98.98%之间。相对于未掺杂LaB6阴极材料,La1-x Cex B6阴极材料的电子逸出功更低,且随着Ce掺杂含量的增加电子逸出功先减小后增大,整体介于1.85～2.54 eV之间,其中La0.6Ce0.4B6阴极材料的电子逸出功最低,仅为1.85 eV。固溶掺杂Ce是降低LaB6阴极材料电子逸出功的有效途径。     

Y2O3含量对Y-Gd-Hf-O直热式压制阴极发射性能的研究

为了提高Y-Gd-Hf-O压制式高温阴极的热发射性能,制备了Y2O3/HfO2摩尔比不同的S2O3掺杂Y-Gd-Hf-O直热式压制阴极。测试结果显示,当比值为5/2时,热发射能力最好,1500 ℃下发射电流为2.79 A/cm2。阴极支取直流发射电流密度1.0 A/cm2,在1500 ℃的工作温度下,已经稳定工作了1320 h,并在该温度下经过696 h的10 W连续电子轰击后,发射电流仍保持为初始值的86%,表现出良好的耐电子轰击能力。XPS结合深度刻蚀表明,发射活性层主要集中在距表面50 nm深度范围内。表层SEM、EDS分析表明,阴极经过激活、老炼,活性物质粒径变大,Y/Hf原子比低于初始值,且随着Y2O3含量的提高,阴极表层n型半导体Y2O3-x的含量相应地增加,对改善阴极表面的导电性、降低逸出功和提高阴极的热发射性能有促进作用     

电子束焊机用三极电子枪的研究

本文论述在电子束焊机所使用的电子枪,负偏压对电位分布、阴极发射电流密度分布,以及对束流特性的影响,从理论分析和实验结果得知:①当电子枪有足够高的负偏压,可以抑制阴极边缘和侧面发射时,电子枪的静电象差减小,能得到直径较小的静电束腰,再经磁透镜会聚后,得到的束斑直径也小。②在三极电子枪的计算中,不能忽略电子的轴向热初速效应的影响。     

激光加热阴极式电子枪研究

针对目前主流热发射电子枪普遍存在的外加电流产生磁场从而影响热电子的问题,提出了激光加热阴极模式.该加热模式可有效消除磁场的影响,从而提高束流品质及阴极寿命.基于Q60-A电子束设备,通过仿真研究与实验验证,对激光加热阴极及电子运动过程进行系统分析,确定了激光器选型方案和束源部件结构优化方案.结果表明,推荐激光波长为1064 nm,阴极工作温度为2650 K,阴极达到工作温度所需激光功率为377 W,维持阴极工作温度基本稳定的临界功率为160 W,设计优化了新束源部件结构尺寸,当阴阳极间距离18 mm、阳极孔径10 mm、栅极球面半径20 mm时,电子束流品质理想,并通过实验验证了仿真结果的准确性及激光器选型的合理性.本研究为激光加热阴极式电子枪的系统化设计及工程化应用提供了参考依据和有益指导.     

电子束冷床炉熔炼炉大功率冷热阴极电子枪对比分析

某公司先后从乌克兰Strategiya BM公司和美国Retech公司引进的两台电子束冷床熔炼炉上,分别使用GGF450型冷阴极和EH800V型热阴极两种大功率电子枪。通过长时间的安装、操作运行和维护后发现,同是电子枪,这两种电子枪的电子束的发射原理、构造、真空度、电源、阴极大小以及运行的稳定性等各不相同。通过对比分析其中的差异,以及它们各自生产出的钛锭质量、化学成分以及表面质量和金相组织对比,指出两种电子枪各自的优劣,为实现大功率电子枪国产化提供帮助,可在这两种电子枪的基础上,取长补短,相信会制造出更加经济完美的大功率电子枪。     

LaB_6阴极材料与金属基底钎焊研究

六硼化镧(LaB_6)是一种结构特殊的晶体,它是性能优良的电子发射材料。其具有电子发射电流密度大、抗离子轰击和抗中毒能力强、对发射环境的要求较低、可以多次暴露大气等优点。由于LaB_6阴极具有这些独特的性能,使其用于高能电子加速器、高功率微波(HPM)等大型动态真空系统中,需要超大发射电流密度的爆炸式阴极[1]。文中针对某型号HPM系统用阴极组件的使用要求,设计了LaB_6阴极组件的结构,采用钎焊工艺技术,将LaB_6阴极发射体与基底金属电极封接成为一个高性能阴极组件。通过各项试验,观察和检测了LaB_6阴极组件的封接形貌和封接性能,并拟订出LaB_6阴极组件封接工艺规程。测试结果表明,采用钎焊工艺技术制备的LaB_6阴极组件具有封接牢固可靠,便于安装、拆卸,阴极电子发射性能优良的特点,完全满足高功率微波(HPM)系统对爆炸式LaB_6阴极组件的使用要求。     

基于60kV/6kW电子枪的15kW电子枪的研制

在60 k V/6 k W直热型焊接用电子枪结构的基础上做出改进,以使电子枪的束功率提高到15 k W。相关改进工作以电子光学与精密机械理论为依据,借助有限元分析软件SOURCE模拟电子束的形成轨迹,并根据模拟结果与理论计算来证明电极形状及相关结构的合理性。由于束功率的提高,阴极与阳极发热严重,为防止阴阳极温度上升过高导致变形,新增加了电子枪的阴极与阳极的水冷。试验证明设计完成的电子枪满足参数要求,稳定性高,电子束束斑像差小。     

高精密焊接激光加热阴极电子枪设计

设计了一种新型的激光加热阴极电子枪,通过对比发现,这种新型的电子枪不仅能量密度高、节省能量,还能减小束斑尺寸,可以去除偏压杯中的漏磁磁场。同时还具有提高使用寿命、提升加工精度的特点。由于这种新型的电子枪具有优良的工作性能,可以广泛应用于多个工业生产领域,既节省能量,又提高工件精密度,具有很好的应用前景。     

新型钨铼混合基阴极的热电子发射性能

采用喷雾干燥结合两步氢还原法制备出W-Re混合粉末,并在此基础上通过压制、烧结和浸渍工艺制备出W-Re混合基浸渍型阴极。采用SEM、XRD、AES对W-Re混合基阴极的微观形貌、物相、表面活性元素进行表征分析,并用电子发射测试系统测试阴极在950~1050℃的脉冲电子发射性能。结果表明,铼的含量决定了阴极基体的物相,铼含量为75%(原子分数)的W-75Re阴极由Re3W单一物相组成,该阴极由于铼含量较高使得基体晶粒尺寸更细小,有利于活性自由钡的生成及其在阴极表面的扩散,从而W-75Re阴极具有相对较低的逸出功和较高的发射电流密度,其在1000℃b时的零场脉冲发射电流密度为14.03 A·cm~(-2),有效逸出功为1.902 e V。     

先进的电子断层扫描技术在材料科学中的发展——基于透射电子显微镜和扫描透射电子显微镜(英文)

介绍了基于透射电子显微镜和扫描透射电子显微镜的电子断层扫描技术在材料科学领域的最新进展。详细地描述各种电子断层扫描的类型:基于透射电子显微镜的断层扫描技术包括明场断层扫描、暗场断层扫描、弱束暗场断层扫描、环形暗场断层扫描和能量过滤断层扫描;基于扫描透射电子显微镜的断层扫描技术包括高角环形暗场断层扫描、环形暗场断层扫描,非共格明场断层扫描、电子能量损失谱断层扫描和X射线能谱断层扫描。报道了优化的倾转系列,比如双轴倾转、同轴倾转、锥形倾转以及等斜率倾转等。总结了先进的重构算法包括离散迭代重构技术、压缩传感算法以及等斜率算法。最后,提出了电子断层扫描技术在材料科学中的发展趋势。     

利用AEM数据结合PCPDFWIN软件确定钢中复杂第二相

介绍了利用分析型电子显微镜(AEM)的X射线能谱分析和电子衍射数据结合X射线衍射仪的PCPD-FWIN相分析软件确定钢中复杂第二相的方法,并用此方法确定了Q345BFr钢中的复杂氧化物。     

THE MECHANISM OF ACCEPTING, DONATING AND EXCHANGING ELECTRONS IN SUPERCONDUCTOR

１．ＴｃＶａｌｕｅｓｏｆＡｌｌｏｙａｎｄＭｅｔａｌｌｉｃＣｏｍｐｏｕｎｄｓＥｌｅｃｔｒｏｎｄｏｎａｔｉｎｇ,ａｃｃｅｐｔｉｎｇａｎｄｅｘｃｈａｎｇｉｎｇｈａｐｐｅｎｂｅｔｗｅｅｎａｔｏｍｓ,ｔｈｉｓｉｓｔｈｅｂａｓｉｃｍｏｄｅｌｏｆｈｏｗｍｅｔａｌｌｉｃｂｏｎｄｉｓｆｏｒｍｅｄ．Ｓｈａｒｅｄｅｌｅｃｔｒｏｎｐａｉｒｓｃａｎｍｏｖｅｆｒｏｍｏｎｅａｔｏｍｔｏｏｎｅｏｆｉｔｓａｄｊａｃｅｎｔａｔｏｍｓ．Ｗｈｅｎｔｈｅｐｏｔｅｎｔｉａｌｂａｒｒｉｅｒ（Ｐ）ｂｅｔｗｅｅｎｔｗｏａｄｊａｃｅｎｔａｔｏｍｓ…     

示教再现方法在真空电子束焊接时的应用

叙述了用于真空电子束圆形焊缝的自动跟踪系统的设计和试验过程。在真空电子束焊接航天器件的圆形焊缝时 ,由于工装等原因 ,出现电子枪回转中心与焊缝圆心不同心现象。使用本控制系统 ,用小束流电子束先对焊缝进行扫描 ,利用电子束在焊缝上和在工件上反射回来的二次电子数量不同而反映出焊缝的位置 ,并由计算机实时记录整个圆形焊缝各点与束斑间的偏差值 ,完成一个示教过程 ;然后由计算机处理与分析所获取的数据并存储 ;在焊接时利用处理后的偏差值在圆形焊缝相应位置不断修正电子枪的位置 ,从而达到电子束斑点与焊缝对中的目的     

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。     

电子束表面合金化研究进展

阐述了电子束表面合金化的基本原理及国内外电子束合金化设备的应用和发展.介绍了强流脉冲电子束表面合金化做为一种新型表面合金化方法在研究领域的应用,并综述了近年来电子束表面合金化研究的发展动态,简述了国内外相关领域的主要研究成果及取得的进展.对电子束表面合金化技术做出了展望,指出合金层的定量控制,电子束与表层金属间的热力耦...     

The oxidation of copper studied by electron scattering techniques

The oxidation of thin single-crystal (100) and (111) films of copper at pressures of around 10^–5 Torr and temperatures of 400 to 700°C has been observed by medium-energy electron diffraction, scanning electron microscopy, scanning and conventional microscopy using diffracted electron beams in the reflection mode, transmission electron microscopy, and transmission electron diffraction. Epitaxed nuclei of oxide are observed to grow into very thin single-crystal plates, using oxygen previously trapped in the copper film. There is considerable diffusion of the copper film. There is considerable diffusion of the copper away from the oxide. Between the oxide crystallites the copper surfaces appear to be unoxidized. A mottled contrast of the diffracted beam images of the copper surface is shown to result from many-beam dynamical diffraction effects.     

Automatic electron beam alignment adjustment system and automatic filament current adjustment system for electron beam welder

Recently, the electron beam welders with high acceleration voltage (more than 100 kV) and high electrical power (more than 15 kW) have been reviewed the role of the high-energy electron beam density again, due to space or aircraft development or automobile industry desired high productivity and high accurate welding for saving energy. NEC group have supplied these electron beam welders. This time, the automatic alignment adjustment system of the electron beam orbit and the automatic adjustment system of filament current were developed and put to a practical use. As a result, the great effectiveness for the stability of welding quality was apparent.     

钼的二次电子发射特性研究

钼具有高熔点、低的热膨胀系数和极佳的稳定性,在等离子体推进和电真空器件领域具有广阔的应用前景,其二次电子发射特性也逐渐引起了研究者们的关注。本文首先对钼的二次电子发射系数(Secondary Electron Yield,SEY)和二次电子能谱(Secondary Electron Spectrum,SES)展开实验研究,其次利用相关唯象模型对测试数据进行了分析;最后建立了钼SEY的蒙特卡罗模型,用于分析功函数对SEY的影响规律。研究结果表明：钼SEY的最大值为1.77,相比镀银铝合金明显降低。当入射电子能量改变时,SES中真二次电子峰的最可几能量基本不变,而弹性背散射电子峰的位置和强度均随之改变。在各类二次电子中,真二次电子受功函数的影响最大。     

中铬铸铁价电子结构及其对中温相变的影响

耐磨损290Cr8Si2中铬铸铁热处理中温相变的淬透性低于290Cr8Sil中铬铸铁。此文建立了290Cr8Si2中铬铸铁基体的价电子结构，运用固体与分子经验电子理论（EET）分析了中铬铸铁中Si对铸铁中温相变的影响，分析和实验结果表明，290Cr8Si2中铬铸铁基体含C、Cr、Si的γ-Fe晶胞中，C原子与Si原子的结合力强于C原子与Cr原子的结合力，中铬铸铁中较高的含Si量降低了铸铁基体的含Cr量，进而降低了中铬铸铁的淬透性。