喷雾干燥纳米氧化钪粒子掺杂含钪扩散阴极的发射特性

采用喷雾干燥法制备氧化钪掺杂钨粉。用这种钨粉制作基体并浸渍铝酸钡、钙,研制了大电流密度含钪扩散阴极。分别在平板二极管和电子枪内研究了阴极的脉冲与直流发射性能以及寿命,并对高直流电流密度下的电子冷却效应和温度补偿进行了探讨。结果表明,阴极在二极管结构内,温度为950℃时,空间电荷限制区偏离点脉冲电流密度可达到122 A/cm~2,直流电流密度可达到60 A/cm~2以上。在初始直流载荷20 A/cm~2的条件下进行寿命试验,电流逐步上升至30 A/cm~2,连续工作2000 h,提升电流密度至40 A/cm~2后,继续稳定工作达3000 h以上。在电子枪内,初始脉冲电流58 A/cm~2时的欠热特性膝点温度仅为900℃,阴极在50 A/cm~2的电流密度下稳定工作1000 h,并仍在继续。上述结果表明,所研制的阴极优于当前所用的其他各类热阴极,工艺可控,具有在太赫兹领域等新型连续波微波真空电子器件内实际应用的能力。     

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。     

一种浸渍式钨酸盐阴极的制备与发射性能

本文开展了活性物质为钨酸钡锶的浸渍式钨酸盐钡钨阴极的研究,主要包括钨酸钡锶盐的合成,浸渍式钨酸钡锶阴极的制备及其发射性能的测试。实验结果表明:在1400℃空气气氛中合成了主要相为Ba_3WO_6及Ba_2SrWO_6的钨酸钡锶盐。在1800℃浸渍该钨酸盐与氢化锆的混合物成功制备了浸渍式钨酸盐阴极,阴极发射性能测试结果表明在1050℃_(br)和1000℃_(br)时直流发射电流密度分别为7.54和4.30 A/cm~2。     

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。     

φ40全金属密封闸阀

一、引言 通径φ40毫米全金属密封闸阀是为强流短脉冲电子直线加速器的栅控电子枪与大气隔离而设计、研制的。电子枪的束流传输要求该问阀的厚度尽量薄,能直接通过电子束流。由于电子枪的烘烤排气和阴极分解激活的工艺要求,以及加速器真空系统需获得超高真空,要求该闸阀内部结构简单,能耐可靠,关闭时闸板的主密封对大气的泄漏率不大于10-9-10-10托·升/秒。配上这样闸阀的电子枪在制造的工艺过程中能获得很高的超高真空,并在靠闸阀与大气隔离而移出排气台后一段较长的时间内,枪内仍能维持相当高的高真空,已激活的复合阴极不致中毒,阴极发射…     

Hf栅极栅电子发射的研究

栅发射在栅控行波管及速调管中是较为普遍的现象,为了降低栅发射,通常采用高功函数金属作为栅极或在栅极表面沉积高功函数物质或沉积能与蒸散到栅极上的活性物质反应形成高功函数化合物的金属。本文直接采用纯金属Hf作为栅极,与普通Mo栅极对比,研究了Hf栅极在模拟电子管中管子激活前、阴极激活后栅发射的情况,并对氧化物阴极加速寿命中栅发射情况进行测试分析。结果表明:在阴极激活前后及寿命过程中,纯Hf栅极具有较小的栅发射电流。     

激光驱动Cs_3Sb脉冲光电阴极的研究

以脉冲激光激发光电阴极产生高亮度电子束的研究正日益受到重视。论文报告了关于Cs_3Sb光电阴极在这方面应用的实验进展。Cs_3Sb光电阴极的制备与测试均在超高真空系统中进行,采用了制备室内通电加热进Cs的制备工艺。测试光源为氙离子脉冲激光器,脉宽50～200ns。实验测得峰值光电流密度达108A/cm~2,量子产额为2%至5.6%,发射度与亮度测试采用单孔小束斑测量与数值计算比较法进行,测得亮度值为1.85×10~9A/m~2rad~2。对Cs_3Sb光电阴极进行的脉冲发射寿命测试和再激活实验表明:光致Cs脱附是发射衰减的主要原因,通过补Cs可使阴极再激活。     

钢铁材料表面镀钨工艺研究

确定了Na2WO4-ZnO-WO3熔盐体系中镀钨的最佳工艺条件.以钨板为阳极、耐热钢为阴极进行了电流密度、电流波形以及温度对镀层质量的影响研究.结果表明,在空气条件下,Na2WO4:ZnO:WO3熔盐摩尔比为6:2:2时,基体不同获得良好镀层的温度不同,在钼基体上所需温度为850℃以上,在铜基体上需870℃以上,在耐热钢基体上需890℃以上;脉冲给电获得的镀层比平波直流给电的质量高.获得高质量钨镀层的最佳工艺参数为:温度范围900～950℃;采用脉冲给电,平均电流密度范围为60～80 mA/cm2.     

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。     

平栅型双层膜阴极的脉冲电压处理及场致发射性能研究

采用脉冲电压法对平栅双层膜阴极进行处理,进一步提高其场致发射性能。采用磁控溅射法在平行栅电极上溅射氧化铋薄膜和氧化锡薄膜,并对薄膜进行AFM分析,通过场致发射测试结果表明,经过脉冲电压法处理后的平行栅双层膜阴极的发射性能,如亮度、均匀度等有了很大的提高,阳压为3 000 V,栅压为190 V,其腔体亮度可达462 cd/m2。平行栅双层膜阴极的脉冲电压处理可以有效改善阴极的场发射性能,为改善SED阴极结构及材料提供了一条有效的实验方法。     

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.     

碳纳米管场发射阴极的制备及其场发射特性

采用电泳法将碳纳米管组装到电化学淀积的银台阵列上作为场发射阴极并研究了它的场发射特性.场发射特性测试结果表明:该阴极具有优异的场发射特性,开启电场为2.8V/μm,在应用电场为5.5V/μm时,发射电流密度达到1.7mA/cm2.具有优异的发射性能的原因可以归结到银台的边缘和银台类山状的表面增强了碳纳米管的场致电子发射.该阴极制备工艺简单、发射特性优异,且容易实现大面积制备,可以应用到大面积场发射显示器件中.     

氧化铈对M型扩散阴极发射性能影响的研究

采用稀土CeO2与钨机械混合,制备了掺杂稀土氧化铈（CeO2）M型扩散阴极,利用扫描电镜、压汞仪等测试手段分析了阴极基体的微观结构。用水冷阳极二极管检测了阴极的发射性能。同时利用XPS对老练后阴极表面化学成分进行了分析。研究表明,掺杂稀土CeO2阴极基体孔径分布更均匀,平均孔径为2.08μm。在阴极正常工作温度1050℃下,掺杂稀土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 A·cm^-2、17.48 A·cm^-2,有效逸出功为1.86 eV,明显优于纯钨基M型扩散阴极。掺杂稀土CeO2有助于Ba的扩散,并吸附在阴极表面,使得M型阴极表面Ba3d峰明显增强。     

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。     

覆Os膜M型阴极高发射性能随真空度变化的研究

在覆Os膜M型阴极工作于75 A/cm2高电流密度的情况下,逐级降低真空系统的真空度,测出了阴极电流密度随真空度变化的关系曲线.分析表明,当系统真空度为1.0x 10-5 Pa时,阴极发射开始出现明显下降,下降幅度达1.96％;当真空度为2.07x 10-4 Pa时,阴极电流密度降低10％,阴极寿命接近终了.进一步研究认为,对于微波管而言,通过渗漏进入微波管内的大气特别是其中的氧分子,将阴极表面的Ba+(a)转变为Ba2+,使得阴极表面的发射单元逐步丧失电子发射能力;与此同时,真空度降低带来的离子轰击使得离子斑区域的覆膜层消失,导致该区域功函数升高.两种因素的共同作用,使得微波管中阴极的发射性能逐步下降.     

作为加速器电子源的高量子效率K_2CsSb光阴极制备工艺研究

K_2CsSb光阴极具有10%左右的QE,可达数月的寿命,亚ps量级的响应时间,较低的本征发射度,因此成为高平均功率、高亮度电子源的首选。K_2CsSb光阴极广泛应用于高重频电子枪,如直流电子枪(Cornell),常温射频电子枪(LBNL),超导电子枪(BNL,HZB)等。为制备出稳定可重复长寿命具有较高量子效率的K_2CsSb光阴极,世界各大实验室均对K_2CsSb光阴极的制备工艺进行了大量的研究。本文详细介绍了K_2CsSb光阴极的制备设备及其制备工艺。     

多晶六硼化铈的制备及性能

采用放电等离子烧结技术(SPS)制备了高致密度CeB6多晶块体,考察了烧结工艺参数对多晶CeB6样品性能的影响。结果表明,随着烧结温度和烧结压力的升高,样品的致密度逐渐增大,力学性能显著提升。最佳烧结工艺参数为T=1 900℃,P=50 MPa,t=5 min,该工艺下多晶CeB6样品的致密度为95.88%,硬度为(19.37±0.65)GPa,抗弯强度为(124.82±6.24)MPa。分别在1 500,1 600,1 700℃条件下,测试了该样品的热发射电流密度,结果表明随着阴极温度的升高,多晶CeB6的最大热电子发射电流密度从3.14 A/cm2上升到18.45A/cm2,最小逸出功为3.05eV。     

用于空间行波管的高效率覆膜阴极组件的研究

首先设计并研制出符合空间行波管要求的高效覆膜阴极组件，采用高温钨-钴焊料，将阴极焊接在阴极筒上，增加了阴极的耐冲击性能，阴极组件采用两层热屏，第一层热屏采用热传导率低的金属钛，提高了阴极组件的热效率，其加热效率比常用的钽金属提高10％以上，在950℃工作温度下，其发射电流密度可达3．75A／cm^2。     

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。     

稀土难熔金属阴极材料的研究进展

介绍了3种阴极,镧钼阴极、稀土钼金属陶瓷阴极及钪钨基扩散阴极的制备方法及发射性能.针对电子管用镧钼阴极发射不稳定的问题,采用原位光电子能谱法研究高温下La2O3(4%,质量分数)-Mo阴极表面La的价态,确定了适合La2O3-Mo阴极的碳化、激活等关键工艺制度,使实用型La2O3-Mo电子管的使用寿命超过了应用要求的水平.为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42 A/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.