实用热阴极的电子初速分布的研究

本文利用先加速后减速的拒斥场法研究了两种实用热阴极的电子初速分布,并用动态表面发射中心理论解释了氧化物阴极电子初速分布在脉冲强场下分成谱的现象。     

直径155mm钪酸盐阴极组件研制

热阴极不仅应用在微波电真空器件中,还可应用到高能电子线性加速器中,这种电子加速器通常需要具有上千安培发射电流的电子源.本文主要介绍了某加速器上的直径155mm钪酸盐热阴极组件的研究过程和初步测试结果.模拟分析和实验结果表明,该热阴极组件具有较好的结构稳定性;热子功率可达3200W,在1100℃时能提供2690A的脉冲发射电流,电流密度达到14.3A/cm2;同时单脉冲和三脉冲测试都表现出良好的电流稳定性和一致性.     

测量热阴极次级发射特性的扫描电子探针法

本文介绍了一种适用于量测热阴极次级发射特性的扫描电子探针法,原电子探束束斑直径为50100m,束流小于10-7A,原电子能量不大于3kV。该装置能定点测量热阴极表面上感兴趣点的次级发射系数与原电子能量间的关系曲线(-Ep);也能以扫描方式在短时间内测出整个热阴极表面的次级发射分布,从而求得次级发射的定量分布曲线(f-)。该装置在电视制式的扫描方式工作时,能观察热阴极表面的次级发射图象。 对纯镍样品的测量表明:该装置具有比单枪定点法更多的优点和更高的精度。由于该装置简便灵活,便于与热阴极研究的特殊需要相结合,因此,可望在热阴极的研究中发挥作用。     

供热阳极测试用的计算机控制测量装置

本文描述了使用一个十的联机计算机测试热阴极二极管的一种快速方法,电流—电压特性曲线在小于1秒情况下测量,而且计算了阴极量电场发射。这样得来的结果可以打印出来或者测绘,并且这另电场发射可以在实验时不断地监视。     

实用热阴极某些发射参数的研究

以钪酸盐阴极为对象研究了实用热阴极的几个重要参数。包括李查逊(Richardson)逸出功φ_R,发射常数A,有效逸出功的温度系数α,肖特基(Schottky)直线的K值。结论是这四个参数都反映了实用热阴极的本质:发射的不均匀性。     

测量阴极活性的降落法的改进

本文叙述了改进测量氧化物阴极活性的降落法的工作。采用了一次微分法和二次微分法,同时获得衡量阴极活性的两个参量拐点温度或过渡温度和发射均匀性。还叙述了实现这种方法所需要的实验线路和仪器。给出了使用这种方法来测量阴极活性所得到的结果。     

热阴极光热方法分析模型研究

热阴极具有发射电流密度大、稳定性高、寿命长等优点,一直是真空电子器件的首选电子源。利用激光照射热阴极可以进一步提升热阴极的发射性能。本文针对热阴极在激光照射情况下的热状态分析方法进行了研究,基于真空绝热边界条件研究建立了考虑光透射深度,并综合考虑光热效应、冷却效应、热扩散和热辐射效应的热阴极光热过程动态仿真分析模型,并且给出了一种"快启动-保持"热阴极光热加热方案。利用该模型对不同吸收光强度下不同厚度阴极的温度变化进行了仿真模拟,仿真表明:阴极随吸收光强大小的不同存在不同的饱和温度,该饱和温度与阴极厚度无关,给出了升温拐点时间、饱和温度及启动时间与吸收光强和阴极厚度之间的关系;吸收光强越大,阴极厚度越薄,阴极启动时间越短,1 mm厚的钨阴极吸收连续光光强为0.4 kW/cm²时,启动时间为1.88 s,当吸收光强为10 kW/cm²时,则启动时间可以达到0.066 s。     

大功率长脉冲速调管电子枪的计算机辅助设计

本文简介了大功率长脉冲速调管电子枪计算机辅助设计的结果。这种设计方法和设计程序也可用于自由电子激光用的热阴极高亮度注入器设计中。     

逸出功的某些特性

在实用热阴极中,测量得的发射常数值经常小于120A/cm2T2。这是由于逸出功有一分布所致,而不是由于电子遇到表面势垒时的反射。用单晶面测量时,理论和实验值便相符了。事实上发射来源于已穿透进势垒的表面电子。这些电子既不能进入真空,也不能在金属导带中自由运动,否则不同晶面便不可能有不同的逸出功。异族元素的吸附增加表面电子的数目和能量,因而使逸出功下降。     

热阴极发射特性的微机化测量和分析

本文介绍了一套微机化热阴极发射特性测量系统。用它能快速自动地获取伏安特性数据,精度为0.05％(满标量程),一条曲线所需时间少于5s,用它还能获取Schottky外延零场发射、拐点发射、转折点发射、平均有效逸出功、Richardson逸出功、工作温度下阴极表面的逸出功分布等反映阴极特性的重要信息。 对四种阴极的研究结果表明,本系统特别适合于用来研究阴极激活、老炼、中毒和寿命过程中活性的变化。通过对一种栅控行波管的测量,证明本系统可用来监测整管中阴极的活性。     

测量热阴极次级电子发射的新方法及其应用

本文利用相关检测技术,并对测试管结构作了改进,很好地抑制了热电子本底及空间电荷效应,构成一种测量热阴极在工作温度下次级电子发射性能的新方法。以浸渍钪酸盐阴极为样品,测得在低的轰击电子能量和电子流情况下次级电子发射系数占随温度指数上升;轰击电子能量或轰击电子流较大时,温度对没有很大的影响。研究表明高温下钪酸盐阴极存在电子轰击热发射增大效应,对此本文提出内建场模型加以解释。     

新型纳米薄膜钪钨阴极的研究

介绍了一种新型的纳米薄膜钪钨阴极,该阴极在1000℃（亮度温度）可以提供至少150A／cm^2的拐点电流密度。同时作者指出：含钪阴极的发射机制倾向于热电子发射机制还是“场助热电子发射”机制主要取决于阴极表面发射小岛的形成和维持。     

基于热阴极的相对论返波管电子枪设计

近年来热阴极特别是钪系阴极得到充分发展,有望成为高功率微波的电子源。提出一种基于热阴极的新型“面包圈”式电子枪模型,以此电子枪作为相对论返波管的环形电子束发射源。通过仿真软件CST PARTICLE STUDIO对模型进行仿真验证,所得电子枪发射电流为786 A,阴极发射电流密度为30 A/cm2,电子束密度为305 A/cm2,电子通过率为99.9%。最后对热阴极在高功率微波器件中的应用进行了初步探索。     

MICROCOMPUTERIZED MEASUREMENT AND ANALYSIS OF ELECTRON EMISSION PROPERTIES OF THERMIONIC CATHODES

A microcomputerized measurement system is developed.This system automatically acquiresan I-V characteristic curve in 5 seconds with the accuracy of 0.05％ FSR(full scale range).The Schottkyextrapolation field-free emission,the inflection-point emission,the flection-point emission,the average effec-tive work function.the Richardson work function,the work function distribution at the operation tempera-ture and other important information that reflects properties of cathodes are obtained by this system.The re-sults of analysing four types of cathodes demonstrate that this system is very suitable for measuring the activi-ty changes of the cathode in the processes of activation,ageing,poisoning and life test.It is proved that thissystem can also be used to monitor the actlvity of the cathode in the assembled tube by measuring a gridcontrolled travelling-wave tube.     

Noise parameters of defects of the emitting surface of thermionic cathodes

A noise model in which fluctuation noise of output current is determined by weakly emitting fragments of thermionic cathode working in the saturation regime (defects on the emitting surface) is proposed. The measured noise characteristics of the shot and flicker components of noise can be used to determine distribution of defects with respect to emission current densities and the noise parameters of defects. The relation of noise parameters and the degree of degradation of cathode is analyzed using the pulsed emission current at relatively long working times of dispenser cathodes with the W–Re sponge and Os coating. Preliminary results show that that proposed noise parameters can be used for the development of working methods for estimation of cathode quality.     

关于钡系统热阴极的电子发射机理

通过对文献中提出的有关钡系统热阴极的数据,特别是用近代表面分析仪器所获得的数据的综合和分析,我们得到一个统一的理论,即动态表面发射中心模型。在氧化物阴极中,钡吸附在碱土金属氧化物上;在钡钨阴极中,钡吸附在铝酸盐或钨酸盐等上都可以形成发射中心。发射中心应该大到足以屏蔽基金属所产生的势场,但又应小到有利于电子从基金属到中心的传递,最后对表面发射中心的组成和动态性质也进行了讨论。     

NEW METHOD FOR MEASURING SECONDARY ELECTRON EMISSION OF THERMIONIC CATHODE AND ITS APPLICATION

By using correlation-detection technique and improving structure of the test tube,the background noise of thermionic-electrons and space charge effect are restrained.The sec-ondary emission coefficient δ of thermionic cathode at high temperature has been studied.Theδ of impregnated scandate cathodes increases exponentially with increasing temperature at lowenergy and current of the bombardment electrons;at high energy or current of the bombardmentelectrons the temperature has little effect on δ.The research shows that an enhanced thermionicemission occurred when the cathode works at high temperature and under electron bombardment.These phenomena are discussed in terms of “internal field model”.     

无机溶胶凝胶法制备铝酸盐对钡钨阴极性能的影响研究

针对高性能、长寿命空间行波管对阴极性能的苛刻需求,本文采用一种新型无机溶胶凝胶法制备钡钨阴极用铝酸盐,利用扫描电镜、X射线衍射仪分析铝酸盐的微观形貌、物相结构,并研究不同工艺路径制备铝酸盐对阴极发射性能、蒸发性能、寿命的影响。相比固相法制备的铝酸盐及阴极,无机溶胶凝胶法制备的铝酸盐烧结温度低、结晶性好、颗粒尺寸小(约1μm)且均匀性分散;无机溶胶凝胶法制备的阴极发射得到提高,发射拐点电流密度约为32.91 A/cm2,发射斜率约为1.403(1050℃(光亮温度));阴极蒸发速率较低,为2.5×10^-10 g/cm²·s(1050℃),同时阴极寿命提高了1.43倍。