微波烧结法制备含钪扩散阴极及其发射性能研究

采用溶胶凝胶结合氢还原法制备出Sc均匀掺杂的钨粉,随后采用微波烧结法成功制备出浸渍型含钪扩散阴极。对Sc掺杂钨粉特性、Sc掺杂钨海绵基体微观结构、阴极发射性能和阴极表面活性物质分布进行了分析,结果显示:Sc以Sc2O3的形态均匀分布于平均粒径1μm的钨粉中,海绵体骨架主要由大小均匀的亚微米级准球形颗粒构成,表面孔结构良好,孔分布均匀,平均孔径在0.46μm左右,Sc_2O_3均匀分布于基体之中。电子发射测试结果表明,该阴极950℃b时脉冲偏离点电流密度Jdiv为137.59 A/cm~2,发射斜率1.431。激活后的阴极表面Ba:Sc:O的原子比例为1.8:1:2.2,同时阴极表面存在大量的纳米粒子,对阴极发射有促进作用。     

麦羟基硅钠石的可控合成及其阳离子交换性能研究

目前,开发绿色高效的重金属吸附材料受到人们的广泛关注。以硅藻土为原料,经水热法选择性地制备了2类硅酸盐材料即麦羟基硅钠石和方沸石。吸附测试结果表明,麦羟基硅钠石层间的钠离子能够与锂离子、镁离子、锌离子、钴离子、镍离子、铜离子等进行阳离子交换且能保持层状母体框架的稳定性。以钴离子、镍离子为例深入研究其吸附动力学和吸附机制发现,钴离子和镍离子的嵌入分别将麦羟基硅钠石的层间距由本征的1.56 nm减小到0.24、0.23 nm;室温下,对钴离子、镍离子的最大吸附量分别可达45、39 mg/g,均符合Langmuir单层吸附模型;钠离子的置换量大约是吸附的钴离子、镍离子量的两倍,证实层间离子交换主导吸附化学过程。因此,麦羟基硅钠石材料在多金属硅酸盐功能材料的合成以及环境吸附净化领域具有较大的应用潜力。     

微波烧结锇的工艺研究及动力学分析

采用微波烧结技术制备锇（Os）烧结体,研究了生坯压制压强和微波烧结主要工艺参数（升温速率、烧结温度和保温时间）对Os烧结体组织结构和相对密度的影响规律,分析了微波烧结致密化的机理。结果表明,1350 ℃微波烧结后Os平均晶粒尺寸约0.22 μm,与粉体颗粒尺寸差别不大;随着烧结温度增加到1500 ℃,晶粒尺寸长大到0.76 μm。1500 ℃烧结时,延长保温时间,Os烧结体的相对密度先快速增加,后缓慢增加。1500 ℃微波烧结60 min后,Os烧结体相对密度为94.3%,平均粒径小于1 μm。烧结动力学分析表明,Os的致密化过程是体积扩散和晶界扩散共同作用的结果,随着烧结温度的升高,扩散机制从晶界扩散逐渐向体积扩散转变。     

微波烧结制备钨锇混合基扩散阴极及其发射性能

采用固–液混合法制备出不同锇(Os)含量(原子数分数)的亚微米级钨锇混合粉体，通过微波烧结获得了孔道结构均匀的钨锇混合基扩散型阴极。电子发射测试结果表明，元素Os的加入使浸渍型钨基阴极的发射性能有明显提高。对比不同锇含量的混合基阴极，发现W-25Os阴极(Os原子数分数为25%)具有相对较低的逸出功和较高的发射电流密度，其在1100℃时脉冲发射电流密度为42.86 A·cm^-2，斜率为1.40，发射电流密度是同等工作条件下传统钡钨阴极的1.7倍，达到了覆膜M型阴极的电子发射水平。W-25Os混合基阴极的有效逸出功最低为1.93 eV，有利于活性自由钡(Ba)的生成，表层元素摩尔比Ba:(W+Os)为0.83:1.00，比传统钡钨阴极中Ba:W(约为0.50:1.00)摩尔比有了明显提高。