钨热电子发射材料的研究进展

钨热电子发射材料主要用作微波管、阴极射线管、等离子体装置和电子束设备的阴极，是电子产生的源泉，它的研究与应用已有多年历史。本文详细阐述了钨热电子发射材料的种类、性能特点、发射机制及其应用，总结了它们的发展历史和研究进展，提出了目前钨热电子发射材料的几个研究方向。稀土氧化物-钨热电子发射材料具有优越的发射性能，并可解决W-ThO2阴极材料的放射性污染，对综合性能更优的复合稀土氧化物，钨热电子发射材料需要进一步深入研究。随着纳米技术的发展，纳米复合氧化物，钨热电子发射材料是目前钨热电子发射材料研究的热点。在发射过程中，如何保证发射电流的稳定性、均匀性是热发射研究的又一个研究方向。     

钨热阴极材料的研究进展

综述了钨热电子发射用阴极材料的组成特点及应用,介绍了几种钨阴极材料常用的掺杂工艺,讨论了影响钨阴极性能的因素,展望了今后的研究方向。     

难熔金属阴极及涂层研究进展

介绍了稀土钼金属陶瓷阴极、钪钨基扩散阴极及化学气相沉积法制备钨涂层。为了满足大功率磁控管的发展要求,研究了新型稀土钼金属陶瓷阴极。经过高温激活处理后,材料的最大次级发射系数达5.24,实用管型测试结果表明,稀土钼金属陶瓷阴极的性能优于钡钨阴极,显示了良好的应用前景。亚微米结构的钪钨基扩散阴极具有优异的热发射性能,850℃下阴极的发射电流密度可达42A/cm2,激活后Ba,Sc,O等元素形成的活性多层,均匀覆盖在阴极表面,促进了阴极的发射。采用热壁开管气流CVD法,以WF6和H2为反应源气体,可以方便地制备成难熔金属钨沉积层。所获得钨沉积层具有高纯度(>99%)和高致密度(>19g/cm3)。     

掺杂氧化铈钡钨阴极的结构和发射性能的研究

采用CeO2与钨粉机械混合,制备了满足大功率微波器件要求的高性能掺杂CeO2钡钨阴极,利用扫描电镜、压汞仪等测试手段分析了阴极的微观结构.用水冷阳极二极管检测了阴极的发射性能.研究表明,掺杂CeO2钡钨阴极孔径分布较窄,为0.4～3.6um,平均孔径为2um.在阳极正常工作温度1050。C下,掺杂CeO2钡钨阴极的直流发射电流密度和脉冲发射电流密度分别为6.33,17.48A·cm-2,明显优于传统钡钨阴极,满足大功率微波器件要求.     

次级发射相关研究及应用的发展与现状

本文简述了次级发射的理论研究。次级发射理论在于研究影响次级发射的相关因素及对离子轰击下的次级发射现象的研究,以及对氧在金属表面的覆盖率与二次电子发射性能的关系的研究。介绍了几种成熟的有效次级发射体的性能研究、实际应用和与这些发射体相关的理论探讨。本文根据新型稀土钼热阴极材料发射理论研究成果,提出稀土钼次级发射材料研究的一些设想。     

混合基含钪扩散阴极微观结构与性能研究

为了获得发射性能优异,均匀性良好的热电子发射阴极,本文采用液-液掺杂结合两步氢还原法制备出氧化钪掺杂钨粉,并在此基础上通过压制、烧结和浸渍工艺制备出浸渍型扩散阴极.采用SEM、电子发射测量装置和AES对阴极微观结构、发射性能和激活期间阴极表面活性元素的变化进行了研究.研究结果显示阴极孔度合适,孔结构良好,孔分布均匀,颗粒达到亚微米级.该阴极的发射测试结果显示在850℃b时Jdiv为51A·cm-2.分析认为阴极的亚微米结构有利于激活和工作过程中活性物质的扩散和在表面的均匀分布,对阴极的发射起促进作用.     

高辉度长寿命六硼化镧阴极的研究

1.前言稀土和碱土金属的六硼化物是具有电导性的高熔点化合物,并表现出良好的热电子发射性能。特别是六硼化镧(LaB_6),能作为低温高电流密度的热电子发射材料,自从1951年Lafferty的报告发表以来,引起了人们的特别关注,应用LaB_6阴极的研     

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。     

稀土钨、钼电极电子发射性能研究与应用开发

介绍了笔者最近几年关于稀土钨、钼材料的研究工作.研究结果表明,在钨和钼中掺入不同稀土氧化物种类和含量,可制成系列稀土钨电极材料,其综合焊接性能超过先行的钍钨电极材料,克服了钍钨电极的放射性污染.所研制的稀土钼材料,具有工作温度低、韧性好和无放射性污染,由于发射稳定性的突破,使稀土钼阴极材料达到实用化.     

稀土钨、钼电极电子发射性能研究与应用开发

介绍了等者最近几年关于稀土钨、钼材料的研究工作。研究结果表明,在钨和钼中掺入不同稀土氧化物种类和含量,可制成系列稀土钨电极材料,其综合焊接性能超过先行的钍钨电极材料,克服了钍钨电极的放射性污染。所研制的稀土钼材料,具有工作温度低、韧性好的无放射性污染,由于发射稳定性的突破,使稀土钼阴极材料达到实用化。     

稀土钼合金力学和热发射性能的研究

稀土氧化物 (La2 O3 、Y2 O3 )在强化钼的同时 ,对钼具有显著的韧化作用 ,即具有综合强韧化作用。稀土钼材作为高温结构材料正逐步取代Al Si K掺杂钼 (ASK)和TZM钼合金 ;通过成分设计和加工工艺优化 ,稀土钼还是一种工作温度低、无放射性污染的新型阴极材料 ,由稀土钼作为阴极的电子管 ,发射性能与寿命均达到或超过同类型W ThO2 阴极电子管 ,达到实用化水平。因此 ,稀土钼作为一种集结构与功能于一身的新型材料 ,有广泛的应用前景     

Thermionic Electron Emission Stability of Mo-La2O3 Cathode

TheMo La2 O3cathode ,whichpossessesthead vantagesofhighstrengthandgoodambientductility ,excellentelectronemissionability ,lowoperatingtem peratureandradioactive freepollution ,isapromisingcathodeforreplacingW ThO2 cathodeinavarietyofvacuumelectrondevices[1～4 ] .However ,itisfoundthattheemissioncurrentofMo La2 O3cathodeelectrontubesattenuatedwithlifetimerapidly .Inordertoob tainstableemissionofMo La2 O3tubes ,muchefforthasbeendoneonthematerialcomposition ,thecar bonizingprocessandemissionm…     

掺杂方式对钨电子发射材料性能和结构的影响

分析了电子发射材料制备中通用的掺杂工艺，研究了新的掺杂工艺，并对几种不同掺杂工艺：固一固、液一固、液一液进行了对比研究。在自行设计的发射测量设备上，研究了液一液掺杂材料的电子发射性能，着重阐述了掺杂方式对材料发射性能和结构的影响；并通过XRD，SME等检测方法，研究了掺杂方式对稀土在电子发射材料中分布均匀性的影响，揭示了液一液掺杂在混合机制上的特殊性，证明了液．液掺杂的高效性、均匀性及优越性。     

Rational selection of cathode materials for a thermionic converter

Conclusions It has been shown that the specific power (per unit of electrode surface are), which is one of the important criteria, can be conveniently used in making an evaluation of cathode materials for use in thermionic converters.The emission parameters used in an analysis of TC characteristics must obey the fundamental laws of thermodynamics. Such data can be obtained by means of the total current method, or by the method in this paper. In the latter case the emission coefficients A are found to be identical functions of the temperature and to be limited upwards by the inequality (6).A comparative evaluation of cathode materials with respect to the specific TC power can be carried out by means of the nomogram given. Utilization of this nomogram permits an easy orientation with regard to the thermoemission data obtained in the search for new effective materials.     

TIG焊接过程中熔池和电极的研究

本文介绍了采用高速摄像机配合光学窄带滤光片研究焊接过程中液面的流动和电极表面的变化情况，研究结果表明：熔池液体的对流的原因是由于温度差别造成的液体表面张力和密度不同、电弧等离子体的压力以及电弧电流的电磁力，液体流动的平均速度为0．12m／s，最高瞬间速度可达0．7m／s。在焊接过程中，电弧上方的电极表面形成钨枝晶和氧化钍富集区，是下一次使用时电弧的起弧点，电弧起弧的稳定性取决于电极尖端氧化钍的含量。     

A Study on La2O3－Y2O3－Mo Secondary Emission Material

The substrate molybdenum doped with La2O3, Y2O3 cathode material was made by the powder metallurgy method. The secondary emission coefficients of the materials were tested. The experimental results show that Mo cathodes doped with La2O3, Y2O3 have good secondary emission properties. When the cathodes are activated, the maximal secondary emission coefficients of these cathodes are higher than 2.0 and can meet the practical requirement. The distribution of the rare earth in the interior and at surface of this kind of cathode material before and after emission was studied using Scanning Electronic Microscopic (SEM) and X-Ray Photoelectron Spectrum(XPS). The analysis results show that the rare earth is easy to gather at grain boundaries and the relevant concentration of rare earth on the surface after emission is obviously greater than that before emission.     

A Study on La_2O_3-Y_2O_3-Mo Secondary Emission Material

Thephenomena ,mechanismandtheapplicationofsecondaryemissionofmanykindsofmaterialshavebeenstudiedsincethesecondaryemissionphenomenawasdiscoveredbyCompellin 1899.Withthedevel opmentofelectronictechnologythephenomenaofsec ondaryemissionhavebeenincreasinglyappliedinmanyfields[1,2 ] ,especiallyinhighpowermagnetrontube .Nowadays ,thecathodesofhighpowermag netrontubeusedinthefieldsofbroadcast,correspon denceandnationaldefensearemainlyBa Wcath odes[3] andsomeTh Wcathodes .However ,Ba Wcathodeishard…     

高性能等离子喷枪用多元复合稀土钨电极研制

本论文以"多元复合稀土钨电极及其制备技术"2008年国家技术发明二等奖为基础,采用喷雾干燥法并结合两段氢气还原成功制备出多元复合稀土掺杂钨粉。经过冷等静压压制、中频感应烧结后制备出等离子喷枪电极。实验结果表明,多元复合稀土的掺杂,降低了钨粉的粒度,进而提高了稀土在电极中元素的分布均匀性,稀土元素分布均匀性的提高降低了钨电极的烧损量,同时采用中频感应烧结制备的电极密度要大于垂熔烧结制备的电极。与目前使用的等离子喷枪电极相比,采用中频感应烧结制备的多元复合稀土钨电极抗烧损性能更好,电极寿命更长。