一种用于医疗加速器栅控电子枪阴极的研制

介绍一种用于移动术中放疗电子直线加速器中栅控电子枪阴极的设计、研制、发射性能测试及其在该加速器中的应用情况。基于栅控电子枪低蒸发、高可靠、长寿命的设计要求,研制出了钨基底平均孔度为21.6%、浸渍311主要单一相铝酸盐、覆Os-W膜浸渍覆膜钡钨阴极。测试结果表明:该阴极在工作温度950℃,直流发射电流密度5.8 A/cm2,在1000℃,脉冲宽度10μs,脉冲发射电流密度24.1 A/cm2,工作温度950℃,直流支取3.0 A/cm2,14000 h寿命发射稳定。该阴极制备栅控电子枪在医疗加速器中获得成功应用。     

阴极寿命的电流加速试验方法机理及结果

阴极寿命的加速试验一般采用温度加速寿命试验方法，有关电流加速寿命试验方法的文献不多，在研制氧化钪分散型氧化物阴极时，分析了大电流密度对阴极的影响；为了避免测试用二极管阳极蒸发物对阴极的影响，采用了模拟电子枪发射系统的电子枪模拟管，并分析了这种测量管测试结果与标准二极管测试结果之间的关系。     

阴极寿命的电流加速试验方法机理及结果

阴极寿命的加速试验一般采用温度加速寿命试验方法，有关电流加速寿命试验方法的文献不多。在研制氧化执分散型氧化物阴极时，分析了大电流密度对阴极的影响；为了避免测试用二极管阳极蒸发物对阴极的影响，采用了模拟电子枪发射系统的电子枪模拟管，并分析了这种测量管测试结果与标准二极管测试结果之间的关系。     

一种磁控管用W-Y合金阴极热发射特性研究

研制了一种大功率磁控管用W-Y合金阴极,并对该合金阴极的热发射、寿命等特性分别进行了测试。热发射测试结果显示,该合金阴极在1400℃工作温度时,其直流热发射特性曲线出现了较明显的空间电荷偏离点。而当阴极工作温度升高为1500℃、1600℃时,该阴极的直流热发射特性曲线一直呈直线上升,并未出现空间电荷偏离点,这与金属阴极的热发射特性曲线一般会出现空间电荷偏离点常识相违背。寿命测试结果显示,该合金阴极在1600℃工作温度下,经过80 h寿命测试后,热发射电流密度从初始的1.5直线下降至0.2 A/cm~2,能谱仪分析结果显示,此时W-Y合金阴极中Y元素从初始的46.45%下降至8.36%。最后,对该合金阴极热发射反常现象机理进行了有益的探讨。     

含钪大电流密度氧化物阴极工作机理研究

通过试制含钪氧化物阴极得到了一些有意义的实验结果。基金属上支取电流区域与不支取电流区域的形貌及成分有很大差异 ,含钪氧化物阴极与普通氧化物阴极涂层蒸发物中Ba与Sr的比值差别很大 ,在加速寿命实验中 ,支取大电流密度情况下 ,含钪氧化物阴极表现出明显优势。本文在实验的基础上 ,讨论了含钪氧化物阴极可以提供大密度电流的工作机理 ,认为阴极涂层中较强的电场使涂层活性大大增强 ,导电率大大提高 ,阴极涂层Ba的蒸发率低也是这类阴极长寿命的原因之一。     

用于CRT的氧化钪分散型阴极的实验研究

介绍分散型氧化钪阴极的实验研究。涂层材料为三元碳酸盐中分散约10％的Ba3Sc4O9。在BPF枪中，支取jk=1A／cm2的2000h寿命试验表明，新型阴极发射电流跌落≤15％，而普通氧化物阴极，在同样条件下，电流跌落＞30％。文中还提出CRT电子枪中阴极负载的估算方法，并讨论了Sc2O3在阴极中的作用机理。     

含钪扩散阴极用铝酸盐的制备及发射性能研究

采用液相共沉淀法和固相合成法分别制备411(4BaO:CaO:Al₂O₃)铝酸盐前驱粉末, 在钨网氢气炉中高温烧结. 采用喷雾干燥法结合两步氢气还原法制备出亚微米氧化钪掺杂钨粉. 随后经过压制, 烧结, 浸渍, 水洗, 退火等工艺获得具有亚微米结构的含钪扩散阴极, 并研究含钪扩散阴极的电子发射性能. 实验结果表明, 液相共沉淀法制备的铝酸盐在1500℃烧结后, 铝酸盐中Ba₅CaAl₄O₁₂衍射峰最强, 结晶程度最高. 液相共沉淀法含钪扩散阴极, 脉冲发射电流密度在850℃达到37.89 A/cm². 在激活过程中, 阴极表面形成“Ba-Sc-O”发射活性层, “Ba-Sc-O”发射活性层存在提高了阴极热电子发射能力, 降低了含钪扩散阴极的蒸发速率.     

含钪大电流密度氧化物阴极工作机理研究

通过试制含钪氧化物阴极得到了一些有意义的实验结果。基金属上支取电流区域与不支取电流区域的形貌及成分有很大差异，含钪氧化物阴极与普通氧化物阴极涂层蒸发物中Ｂａ与Ｓｒ的比值差别很大，在加速寿命实验中，支取大电流密度情况下，含钪氧化物阴极表现出明显优势。本在实验的基础上，讨论了含钪氧化物阴极可以提供大密度电流的工作原理，认为阴极涂层中较强的电场使涂层活性大套增强，导电率大大提高，阴极涂层Ｂａ的蒸发率低     

用熔盐电解法制备超细钨粉

在NaCl-KCl-Na2WO4-WO3熔体中,用熔盐电解法电解氧化钨制取细钨粉和超细钨粉。在电解温度为720℃,阴极电流密度为250mA/cm^2的条件下,得到平均等积圆直径为1．2μm、长宽比为1．6的超细钨粉。在低阴极电流密度时,阴极的电解反应为W^6 放电,在高阴极电流密度时,阴极的电解反应为Na^ 放电。研究了温度、阴极电流密度和Na2WO4的含量对电流效率的影响。     

含稀土氧化物难熔盐浸渍W基直热式阴极研究

为了提高磁控管阴极的工作性能, 采用新型La₂O₃/Y₂O₃-Gd₂O₃-ZrO₂难熔盐浸渍W基制备直热式阴极, 并对该阴极的热发射特性和寿命特性等进行了测试。热发射测试结果表明, La₂O₃-Gd₂O₃-ZrO₂浸渍阴极在1600℃可提供超过0.18 A/cm²的空间电荷限制区电流密度。在同等发射电流下, 该浸渍阴极的工作温度比纯W阴极降低至少300℃, 该阴极在1750℃, 0.5 A/cm²直流负载下, 可以连续工作2100 h。当以Y₂O₃代替La₂O₃, 采用相同的配比制备阴极时, 1400℃、1700℃下即可分别提供超过0.6、3.4 A/cm²的空间电荷限制区电流密度。Y₂O₃-Gd₂O₃-ZrO₂浸渍阴极的工作温度比La₂O₃-Gd₂O₃-ZrO₂浸渍阴极降低至少400℃, 该阴极在1600℃, 1.5 A/cm²直流负载下, 可以连续工作2600 h。最后, 对这两种新型含稀土氧化物难熔盐浸渍阴极的热发射机理进行了探讨。     

直流杂散电流对X65钢表面形态及电化学行为的影响

在公用走廊中,高压直流输电线单极运行时产生的杂散电流会对埋地管道造成严重的腐蚀。为了探究直流杂散电流对管道的腐蚀干扰影响,通过三电极体系对不同直流干扰下工作电极的极化曲线、交流阻抗谱进行了测试,并通过共聚焦测量显微镜(SEM)及体式显微镜观察了腐蚀形貌。结果表明:随着外加直流电流密度的增大,工作电极的腐蚀电位和腐蚀电流密度都增大,而当直流电流密度为100 A/m~2时,工作电极表面发生了钝化,腐蚀电位和腐蚀电流密度减小;在外加电流增大的过程中,工作电极的阻抗谱中的感抗弧逐渐消失,变为Warburg阻抗,最后当直流电流密度增加到200 A/m~2时,阻抗谱只出现单一容抗弧;在直流电流密度增大过程中,工作电极表面反应电阻不断减小,在点100 A/m~2处略有增大。     

Ni-Mo-P活性阴极制备及析氢行为的研究

采用电化学方法将Ni-Mo-P合金镀覆于低碳钢表面并形成活性阴极,评价其析氢过电位和真实表面积.结果表明,最佳镀覆工艺条件为电流密度0.03A/cm~2、镀液温度40℃、钼酸盐质量浓度3g/L.当阴极极化电流密度为0.18A/cm~2时,Ni-Mo-P活性阴极析氢过电位较镀覆前低碳钢阴极降低约300mV;其真实表面积为10.8cm~2,粗糙度为5.4,较低碳钢阴极增加约1倍,能显著降低氯碱工业电解槽的电耗水平.     

基于X70钢腐蚀检查片的交流腐蚀安全边界测试探析

以在国内6个城市埋设阴极保护腐蚀检查片开展现场测试为研究手段,结合部分室内腐蚀模拟试验结果,通过试片的阴极保护和干扰参数与腐蚀速率的关联性分析初步建立了交流干扰下埋地管道阴极保护安全边界,结论如下：交流干扰下试片的腐蚀速率随试片面积增大而减小;建立了基于极化电位的交流腐蚀安全边界：控制极化电位位于-0.85～-1.20 V(vs CSE)区间且交流电流密度小于30.0 A/m²或控制极化电位位于-0.95～-1.10 V(vs CSE)区间且交流电流密度小于100.0 A/m²;建立了基于直流电流密度的交流腐蚀安全边界：控制直流电流密度位于0.15～20.00 A/m²区间且交流电流密度小于30.0 A/m²或控制直流电流密度位于0.15～1.08 A/m²区间且交流电流密度小于100.0 A/m²;建立了基于pH值的交流腐蚀安全边界：控制pH值位于10.0～14.0区间且交流电流密度小于30.0 A/m²或控制pH值位于11.3～1...     

稀土难熔金属电子发射材料的研究

介绍了两种阴极,即稀土钼金属陶瓷次级发射材料及钪钨基扩散阴极。研究结果表明,稀土钼金属陶瓷阴极的最大次级发射系数可达6.5,与单元稀土氧化物掺杂的钼阴极相比,复合稀土氧化物-钼具有更高的次级发射系数,主要是由于复合氧化物在高温、真空条件下失氧速度小于单元稀土氧化物,相对于单元稀土氧化物具有较低的缺陷浓度,使缺陷对二次电子的散射作用减弱,从而有利于阴极的发射。钪钨基扩散阴极具有优异的热发射性能,900℃下阴极的发射电流密度达87A/cm~2,为普通钪酸盐阴极的3倍。活性元素Ba、Sc和O在阴极激活过程中同时向表面扩散,在阴极表面建立均匀分布的Ba、Sc和O活性层,促进了阴极的发射。     

Ka波段速调管强流电子光学系统的分析与设计

设计了Ka波段速调管高压缩比电子枪,首先进行静电电子枪的计算,并对阴极发射特性和电子枪耐压特性做了相关分析,然后采用π形永磁聚焦结构,通过EGUN与MAGIC软件对电子注在均匀聚焦磁场中的传输状态进行了仿真优化,结果表明,在电子注电压为14 kV,阴极发射电流密度不超过12 A/cm~2的条件下,该电子枪压缩比大约为51,导流系数为0.6μP,电子注以良好状态全部平稳通过互作用区,为实现高效率互作用奠定了基础。     

双膜三室同槽电解金属锰和微粒电解二氧化锰的控制因素

采用双膜三室电解法同槽电解金属锰和微粒电解二氧化锰,同时中隔室回收硫酸。分别研究了Mn~(2+)浓度、电流密度、电解温度、阴极(NH_4)_2SO_4浓度、阳极H_2SO_4浓度对电沉积效果的影响。结果表明:在阴极Mn~(2+)浓度40 g/L、初始pH=6.9、(NH_4)_2SO_4浓度110 g/L、电流密度400 A/m~2,阳极Mn~(2+)浓度40 g/L、H_2SO_4浓度2.5 mol/L、电流密度800 A/m~2,极间距90 mm,电解温度45℃,电解时间5 h条件下,阴极电流效率可达77.53%,能耗为6 725.28 kW·h/t,阳极电流效率可达84.87%,能耗为3 883.91 kW·h/t,酸回收率达到63.2%。阴极产品金属锰表面光滑平整,晶粒为块状,呈层状堆积,阳极产物微粒电解二氧化锰颗粒细小,粒径分布均匀,有较规则的晶体形貌。     

我国高温超导材料研究取得重大突破

我国高温超导材料研究取得重大突破。北京有色金属研究院任洪涛小组研制成功块状高电流密度钇钡铜氧超导材料,专家们确认,这项成果具有世界先进水平。从今年3月以来连续4次在中国科学院物理所进行测试,电流密度指标稳步提高。在77K 温度,2T 强度的条件下,采用连续直流电流四引线法测得这种材料电流密度达到23800A/cm~2,在7T 磁场下电流密度达到86000A/cm~2,从而使超导材料的研究向应用阶段跨出了一大步。     

强发射电流铁电阴极真空二极管试验装置的研制

铁电阴极材料,作为一种新型功能材料,因其发射电流密度高且对使用环境无苛刻要求,而得到各国高度重视.为了测试其电流发射密度,作者研制了铁电阴极真空二极管试验装置,并加以改进,然后将锆钛酸铅(PZT)铁电材料封装入二极管中,进行电子发射试验研究.结果表明,所研制的真空二极管,其真空度达到了试验要求,屏蔽了地电流信号对样品信号的干扰,达到了强电流铁电阴极材料发射电流密度测试的基本要求,为铁电阴极材料在真空二极管中的实用化奠定了基础.     

交直流叠加技术电镀铜的研究

在原直流电镀铜工艺的基础上,将直流电源改为交直流叠加电源进行电镀,建立了一种电镀铜的新办法,以求突破极限电流密度的限制,提高电镀效率.通过采用交直流叠加技术,即在直流电流基线上施加一个交流电的正弦波形,观察测试沉积镀层微观形貌,分析电流密度对镀铜层的平整性、均匀性和细腻性的影响,获得合适的镀铜工艺条件为:100 g/L CuSO4·5H2O,200 g/L H2SO4,f=500 Hz,E=20 mV,电流密度280 A/m2,温度55～60℃,镀铜1h.在此工艺下可获得良好的镀层质量和较高的电镀效率,交直流叠加电镀铜在保证镀铜层质量的前提下可以提高电流密度至300 A/m2.     

大电流密度Cs_3Sb光电阴极工艺与寿命的研究

为满足大电流密度电子发射的需要,对锑铯光电阴极的制备工艺进行了研究。设计了一种效率高便于再生的管道铯源。对于绿光(λ=514.5nm)光电阴极量子产额达到2.5%,脉冲工作状态下,发射电流密度可长时间保持1.4A/cm~2。