FU105大功率广播发射管用碳化镧钼阴极研究

研究了FU105大功率广播发射管用碳化镧钼阴极，参照碳化钍钨阴极FU105管的制备工艺，实现了镧钼阴极的碳化以及镧钼阴极FU105管的排气和老炼。通过镧铝阴极FU105管的性能测试，对碳化镧钼阴极的发射能力和稳定性进行了分析。结果认为：FU105管碳化镧钼阴极的发射能力可以达到碳化钍钨阴极的水平，但其稳定性还有待改进。     

家用微波炉磁控管用碳化La2O3-Mo阴极

研究了家用微波炉磁控管碳化La2 O3 Mo阴极 ,参照碳化ThO2 W阴极磁控管的制作工艺 ,成功实现了La2 O3 Mo阴极的碳化以及碳化La2 O3 Mo阴极磁控管的去气、激活。碳化La2 O3 Mo阴极的微波能量输出功率为 5 0 0W ,而同类型的碳化ThO2 W阴极磁控管的额定微波能量输出为 90 0W。通过分析认为 ,碳化La2 O3 Mo阴极磁控管微波输出能量不足的主要原因在于碳化La2 O3 Mo阴极材料本身的电子发射能力不足。     

La2O3—Mo阴极的发射机理

采用热分析、原位XPS等方法对Mo-La2O3阴极中La的价态进行了研究。探讨了该阴极的发射机理,实验结果表明,在高温下La2O3可以被Mo2C还原成单质La,La2O3-Mo阴极的发射可用原子膜机理解释：在阴极工作过程中,还原得到的La覆盖在Mo基体表面,降低了基体Mo的逸出功,促进了且极的发射,根据此机理提出了LaO3-Mo电子管制备和运行工艺,使电子管的工作寿命提高到了满足实际应用要求的水平。     

第二相粒子大小对Mo-La2O3阴极电子发射性能的影响

利用溶胶-凝胶、氢气还原及热压工艺制备了纳米复合Mo-4La2O3（质量分数,%）阴极材料,其显微组织中La2O3粒径小于100 nm,而常规Mo-4La2O3阴极中La2O3粒径为200~300 nm。在真空击穿实验中发现La2O3粒径对于阴极电子发射性能有显著的影响,纳米复合阴极的电子发射能力远高于常规阴极的发射能力,其电子发射点遍布整个阴极表面,而常规阴极电子发射点只是集中在一小块区域。通过建立金属-半导体电子相互作用模型,计算并绘制了Mo及La2O3中电子隧穿几率随La2O3粒径变化的关系曲线,解释了纳米复合阴极电子发射能力强的原因。     

稀土镧钼热阴极材料稳定发射机理--碳化及发射寿命

探讨了碳化Mo-La2O3热阴极的寿命机理,分析了阴极工作温度和碳化度(碳化层厚度)对碳化Mo-La2O3阴极电子管寿命的影响.研究结果表明:碳化Mo-La2O3热阴极的发射寿命是由碳化层中Mo2C的损耗决定的,阴极表面Mo2C消耗殆尽,阴极发射寿命即终结.阴极表面Mo2C一方面作为还原剂与La2o3作用被消耗,另一方面它在高温下会发生分解,阴极中Mo2C的损耗包括上述两个方面.在相同温度时,碳化Mo-La2O3阴极中与La2O3还原反应损耗的Mo2C和Mo2C在高温下分解损耗的相当.通过理论分析与计算建立了各因素影响寿命的数学模型,并通过高温分解实验得到了Mo2C在不同温度下的分解速率.在1 673 K,Mo2C的分解速率为1.21×107-7/(cm2·s),碳化度δ≥15%,Mo-La2O3热阴极可稳定发射1 000 h以上.     

Mo-La2O3阴极碳化机理

研究了碳化温度、碳化时间、碳化时苯的压强对Mo La2 O3 阴极碳化度大小和碳化层组织的影响。结果表明 :在 172 3K ,苯的压强为 1.5× 10 -2 Pa,碳化 6min后Mo La2 O3 阴极碳化度达到 19.7%,碳化层为疏松多孔的Mo2 C组织 ,有利于阴极热电子发射。应用扫描电镜 (SEM)、X射线衍射仪 (XRD)等手段对Mo La2 O3 阴极碳化层的显微组织和微观结构、物相等进行了观察与分析。并从热力学与动力学两方面对Mo La2 O3 阴极碳化机理进行了探讨。     

纳米晶W-La2O3电极材料的电弧特性

采用高能球磨和真空热压烧结工艺制备出块体纳米晶W—La2O3电极材料，研究了不同La2O3含量对纳米晶钨电极材料电性能的影响，同时用扫描电镜和能谱仪测定了燃弧后电极尖端La的分布及显微组织。结果表明：纳米晶W-La2O3电极的电性能优于传统的粉末冶金粗晶电极。当La2O3含量在6％～8％时，其热电子发射能力和稳定性最好。     

稀土镧钼热阴极材料表面镧元素的蒸发

从理论上计算了碳化Mo-La2O3热阴极材料在不同温度下活性物质镧元素的蒸发速度,分析了镧元素蒸发对材料热电子发射及其稳定性的影响.计算结果表明:当温度为1623～1700K时,阴极中镧的扩散速度大于阴极表面镧的蒸发速度,Mo-La2O3阴极表面单质La的生成和蒸发保持平衡,阴极发射稳定; 当工作温度超过1700K,阴极表面镧的蒸发速度超过扩散速度,发射电流逐渐减少.测试了Mo-La2O3阴极FU-6051电子管在不同温度时的发射性能,热力学理论计算结果较好地解析了实验结果.     

La2O3-Mo热发射材料的研究

采用溶胶凝胶(Sol-Gel)和两步氢还原及烧结法成功制备了(2%～5%),质量分数,下同)La2O3-Mo阴极粉末和烧结体,借助于XRD,SEM等手段对材料成分及微观结构进行分析.结果显示在粉末和烧结体中稀土元素La以氧化物形式存在,La2O3粒子大小为100nm,弥散分布在烧结体基体中.热发射测试结果表明1400℃时,零场发射电流达到J0=6A/cm^2.暴露大气48h后,再经过1350℃激活,发射性能得到全面恢复.     

等离子弧焊钨阴极稳定性的研究

本文对不同冷却情况及包敷的13只钨阴极进行了烧损量对比和形状变化的对比。试验表明:1.铈钨极和钍钨极的性能基本相同;2.冷却不够的裸钨极烧损量最大,这是由于圆柱表面的氧化及氧化钨升华所致;3.钨极尖的“开花”、“结瘤”损坏也与升华过程有关;4.包敷及强冷均可提高电极尖端的稳定性,而未发现对电弧稳定性产生不利影响;5.在其他条件相同的情况下,秃钨极的成分变化及熔化程度都严重得多,这是由于阴极斑点飘荡、阳离子在阴极区导电中所占比例增大之故,因此建议阴极尖应有恰当的形状和钝头;6.如果对电极实行包敷,有可能以细钨丝代替粗钨丝作阴极,能提高稳定性,减少修磨次数。如果是用钍钨极的话,可以大大地减少放射性钍对环境的污染。     

La_2O_3-Mo阴极的发射机理

采用热分析、原位ＸＰＳ等方法对 Ｍｏ—Ｌａ２Ｏ３阴极中 Ｌａ的价态进行了研究,探讨了该阴极的发射机理．实验结果表明,在高温下Ｌａ２Ｏ３可以被Ｍｏ２Ｃ还原成单质Ｌａ． Ｌａ２Ｏ３－Ｍｏ阴极的发射可用原子膜机理解释：在阴极工作过程中,还原得到的 Ｌａ覆盖在Ｍｏ基体表面,降低了基体 Ｍｏ的逸出功,促进了阴极的发射根据此机理提出Ｌａ２Ｏ３－Ｍｏ电子管制备和运行工艺．使电子管的工作寿命提高到了满足实际应用要求的水平．     

Chemical stability of La_2O_3 in La_2O_3-Mo cathode materials

1　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＴｈＯ2 Ｗｔｈｅｒｍｉｏｎｉｃｃａｔｈｏｄｅｓａｒｅｓｔｉｌｌｗｉｄｅｌｙｕｓｅｄｉｎｈｉｇｈ ｐｏｗｅｒｖａｃｕｕｍｔｕｂｅｓｆｏｒｉｎｄｕｓｔｒｉａｌｈｅａｔ ｉｎｇ .ＩｔｉｓｗｅｌｌｋｎｏｗｎｔｈａｔｔｈｅｒａｄｉｏａｃｔｉｖｉｔｙｏｆＴｈＯ2ｌｅａｄｓｐｒｏｂｌｅｍｓｔｏｉｔｓｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅａｎｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ .Ｌａ2 Ｏ3 Ｍｏ ,ｏｎｅｏｆｔｈｅａｔｔｒａｃｔｉｖｅａｌｔｅｒｎａｔｉｖｅｓ,ｗａｓｉｎ ｖｅｎｔｅｄｉｎｔｈｅｍｉｄｓｔｏｆ 1970ｓ[1～ …     

THERMIONIC EMISSION OF CARBONIZED La-Mo CATHODE

１ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＴｈｅｃａｔｈｏｄｅｉｓｔｈｅｃｏｒｅｐａｒｔｏｆｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｄｅｖｉｃｅｂｅｃａｕｓｅｉｔｓｅｒｖｅｓａｓｔｈｅｅｌｅｃｔｒｏｎｒｅｓｏｕｒｃｅａｎｄｉｔｓｑｕａｌｉｔｙｄｉｒｅｃｔｌｙｉｎｆｌｕｅｎｃｅｓｔｈｅｌ...     

Surface Carbonization of Mo-La2O3 Cathode

１　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＣａｒｂｏｎｉｚａｔｉｏｎｉｓｖｅｒｙｉｍｐｏｒｔａｎｔｔｏｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇｄｉｒｅｃｔｈｅａｔｉｎｇｍｅｔａｌｌｉｃｃａｔｈｏｄｅ,ｗｈｉｃｈｌｅａｄｓｔｏｌｏｗｅｒｔｈｅｏｐｅｒａｔｉｎｇｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅａｎｄｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｓｔａｂｌｅｅｍｉｓｓｉｏｎ．Ｉｎｔｈｅｒｅｃｅｎｔｙｅａｒｓ,ｔｈｅｍｏｌｙｂｄｅｎｕｍａｄｄｅｄｗｉｔｈｒａｒｅｅａｒｔｈｏｘｉｄｅｓ,ｓｕｃｈａｓＬａ２Ｏ３,ｈａｓｂｅｅｎｓｔｕｄｉｅｄａｓａｖｅｒｙｈｏｐｅ…     

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).     

Thermionic properties of Mo-La_2O_3 cathode wires

The recent advances in Mo-La2O3 thermionic cathode materials were presented. It is shown that Mo-La2O3 cathode has better ductility, radioactive pollution-free, excellent thermionic electron-emission properties and lower operating temperature compared with W-ThO2 cathode. At operating temperature 1350～1400℃, the average saturation current of the Mo-La2O3 cathode is 118mA, the corresponding average current density is 367mA/cm2, and the average emission efficiency is 11.8mA/W. The lifetime of diode is more than 2000h when the stable emission current is 80mA. Moreover, the lifetime of practical 6T51-type triode is more than 1000h. These advances show that the Mo-La2O3 cathode electron tube is closer to industry application.     

La2O3-Mo阴极表面碳化层作用机制研究

用光电子能谱和Ａｕｇｅｒ电子能谱等分析手段对纯钼丝表面离子注Ｌａ后形成的Ｌａ２Ｏ３－Ｍｏ阴极表面碳化层的作用机制进行了研究。实验结果表明,碳化层主要起到产生活性物质Ｌａ的作用,此外还具有贮存和输运活性物质的作用。改变阴极碳化工艺可使Ｌａ２Ｏ３－Ｍｏ三极管阴极的寿命由初期的１４ｈ提高到满足实际应用水平（１０００ｈ）的１４３６．５ｈ。