Chemical States of Lanthanum in Carbonized La2O3-Mo Thermionic Cathode Materials

The chemical reaction between lanthanum oxide and molybdenum carbide was studied by thermodynamic calcu-lation, thermal analysis and in-situ X-ray Photoelectron Spectroscopy. The theoretical results show that at the environment allowing for the evaporation of lanthanum, such as in high vacuum, La2O3 in the La2O3-Mo materials can be reduced to metallic lanthanum by molybdenum carbide (Mo2C). To confirm the conclusion, many analysis methods such as XRD, SPS, and TG-DTA were taken. The experimental results show that the chemical state of lanthanum changes during heat-ing. It was proved, for the first time, that reacted metallic lanthanum appears at the surface of this kind of material at high temperature.     

钪系阴极基体的研究

采用氧化钪与钨机械混合、氧化钨与钪盐水溶液固液掺杂法制备了氧化钪-钨基体，采用扫描电镜及原位俄歇电子能谱方法研究了基体中钪的分布及阴极基体的抗离子轰击性能。结果表明，采用液固法制备的烧结体，氧化钪分布均匀，这样的结构有利于钪的扩散和补充，原位俄歇轰击实验结果表明，阴极基体具有良好的耐高温和耐离子轰击性。     

La2O3-Gd2O3-Mo secondary emission material

A new kind of materials La2O3-Gd2O3-Mo has been produced by powder metallurgy method.The composition and microstructure of the material were studied by XRD and SEM.It shows that no chemical reaction takes place among La2O3,Gd2O3,Mo and the rare earth oxides exist along molybdenum grain boundaries and in the pores.The emission property measurement results of this material show that adding rare earth oxide into molybdenum can improve the secondary emission coefficient of the emitter,and the emission property depends on the activation temperature.After La2O3-Gd2O3-Mo was activated at 1360℃,the maximum secondary emission coefficient can be high to 2.62,which has exceeded that for practical uses(2.0).     

膨胀土一维湿化变形时效特性的半经验法研究

为探索膨胀土渗透作用下湿化变形时间效应的预测方法,设计一系列具有一定初始含水率和干密度的标准环刀试样的一维吸水膨胀试验,对试样的膨胀变形随时间变化规律进行分析.采用室内试验、数据统计分析与有限单元法相结合,理论计算出膨胀土的吸水膨胀率随时间的变化关系.室内无荷载膨胀试验获取了隆起量随时间的变化规律;将滤纸法获得的膨胀土的土-水特征曲线,应用于有限元分析软件中,获得了试样渗透吸水过程中体积含水率随时间的变化规律;最后将试验获得的膨胀率-过程含水率的理论与体积含水率随时间变化的数值模拟结果相结合,获得了土体隆起变形随时间变化的理论预测曲线.研究结果表明:半经验公式获得的隆起量-时间关系与试验数据基本一致;结合已有研究验证该半经验方法的准确度,结果得到的膨胀量随时间变化的计算结果与实测相同,说明本文提出的半经验计算方法具有良好的应用前景,可用于膨胀土的一维隆起预测.     

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。     

高温钎焊对氧化钪掺杂钨基扩散阴极的影响

含钪扩散阴极由于其钎焊工序不同于传统的钡钨阴极,需要研究新的钎焊材料。本文通过浆混方式结合化学还原的方法制备出了Co-W/Co-Mo二元焊料以及新型Co-W-Mo三元合金焊料,其主要由Co₃W(Mo)、Co₇(W)Mo₆物相组成。研究结果显示,Mo含量的增加降低了Co-W-Mo三元合金焊料的熔点,采用Co₃Mo与Co₃W摩尔比1∶1所制备焊料高温钎焊后的阴极,经过激活处理后,阴极表面未发现Co元素的存在,表明该类焊料在高温高真空状态下具有较好的稳定性,且对阴极发射性能也未造成明显影响。     

稀土对钼粉还原行为及性能影响

采用热分析、X射线衍射、程序升温还原及光电子能谱等方法研究了稀土元素对钼粉还原行为及性能的影响.实验结果表明,稀土离子与钼离子之间的相互作用使得氧化铝的还原温度降低,且稀土氧化物对钼粉具有明显的细化作用.Mo粉表面的RE₂O₃微粒可以增加光电子的非弹性散射自由程,减小Mo基体的特征能量损失峰,增加Mo3d光电子谱峰强度.     

导电橡胶电阻传感器对拉伸应变载荷的响应

为了提高导电橡胶型柔性电阻传感器的灵敏度,开展了导电橡胶电阻传感器的设计及其对循环拉伸应变载荷的电阻响应特性及相应的机理分析.选用了刚性较大的乙烯基聚二甲基硅氧烷(3450)作为电阻传感器的基板层材料,碳纤维(carbon fiber,CF)填充聚二甲基硅氧烷(PDMS)的导电橡胶作为导电层,通过3D打印工艺制备组装出2种间距的柔性电阻传感器,测试电阻传感器对循环拉伸应变载荷(30%～120%)和不同速率拉伸应变载荷的电阻响应,利用显微镜观察拉伸过程中导电橡胶内部CF的变化,并建立电阻等效电路模型以及拉伸电阻响应拟合公式.研究结果表明:电阻传感器在拉伸应变载荷为60%～120%时的电阻变化率明显,且细间距导电层的传感器灵敏度更高,并且在拉伸过程中对应变速率不敏感;导电橡胶的电阻因拉伸导致纤维间距增大,进而导致其隧穿电阻呈指数规律增大,与电阻传感器的拉伸电阻响应拟合结果一致.最后将传感器应用于人体运动测试和多次机械加载测试,发现该传感器阻值变化与肘关节屈伸运动一致.研制的导电橡胶电阻传感器对拉伸应变响应灵敏且稳定可靠,适合用于运动测试.