Effect of Oxide Particle Size on Electron Emission and Vacuum Arc Characteristic of Mo-La2O3 Cathode

采用高能球磨及热压烧结工艺制备了Mo-4%（质量分数,下同）La2O3纳米复合的阴极材料,其中La2O3的颗粒尺寸小于100 nm;作为比较,商业W-4% ThO2阴极材料中的ThO2颗粒尺寸为1~2 μm。Mo-La2O3纳米阴极材料的平均真空起始电场强度为2.97×107 V/m,比商业W-ThO2阴极材料低62.7%。纳米复合的Mo-La2O3阴极材料具有优异的电子发射性能,其电子发射点的分布面积和密度明显大于商业W-ThO2阴极材料。氧化物的颗粒尺寸对于阴极材料的电子发射性能以及真空电弧特性有显著的影响。随着La2O3颗粒尺寸的减小,Mo-La2O3阴极材料的电子发射性能提高。当La2O3的颗粒尺寸减小到小于100 nm时,Mo-La2O3 阴极材料的电子发射面积和能力显著增加。纳米复合Mo-La2O3阴极材料电子发射性能的增强归因于在相界面上形成了高的内电场和空间电荷区。     

氧化物颗粒尺寸对Mo-La_2O_3阴极电子发射及真空电弧特性的影响(英文)

采用高能球磨及热压烧结工艺制备了Mo-4%(质量分数,下同)La2O3纳米复合的阴极材料,其中La2O3的颗粒尺寸小于100 nm;作为比较,商业W-4%Th O2阴极材料中的Th O2颗粒尺寸为1~2μm。Mo-La2O3纳米阴极材料的平均真空起始电场强度为2.97×107V/m,比商业W-Th O2阴极材料低62.7%。纳米复合的Mo-La2O3阴极材料具有优异的电子发射性能,其电子发射点的分布面积和密度明显大于商业W-Th O2阴极材料。氧化物的颗粒尺寸对于阴极材料的电子发射性能以及真空电弧特性有显著的影响。随着La2O3颗粒尺寸的减小,Mo-La2O3阴极材料的电子发射性能提高。当La2O3的颗粒尺寸减小到小于100 nm时,Mo-La2O3阴极材料的电子发射面积和能力显著增加。纳米复合Mo-La2O3阴极材料电子发射性能的增强归因于在相界面上形成了高的内电场和空间电荷区。     

纳米复合W-La2O3材料的表面行为与热发射性能

采用"液液掺杂-冷冻干燥两段还原-SPS"法制备了纳米W-La2O3发射材料,利用原位俄射电子能谱分析技术研究了高温过程中发射材料的表层元素含量以及纵向元素分布,并采用自行研制的微机控制全自动电子发射测量装置测试了材料发射性能.研究表明:纳米W-La2O3发射材料的有效逸出功为2.92 eV,1 773 K下零场发射电流密度为2.52 A/cm2;加热过程中,材料体内以La2O3形式存在的镧、氧向表面扩散,在表层10 nm的地方出现La、O富集区,并形成了超额La,对电子发射起积极作用.     

复合稀土钼材料次级发射性能

利用溶胶-凝胶法制备稀土氧化物掺杂钼粉,随后利用放电等离子体烧结法将该粉末制备成稀土钼金属陶瓷材料,利用SEM、DTA、电子发射性能测试等方法对样品次级电子发射性能进行研究.结果表明:稀土氧化物均匀掺杂和组织的细化有利于材料发射性能提高,但不能降低其激活温度;经过高温氢气处理,样品的真空激活温度大幅降低,发射系数提高;稀土氧化物易吸收水分和气体的特性导致后续真空激活过程中阴极表层钼氧化,而高温氢气处理消除了样品中多余的水分和气体,保持了样品中金属与氧化物的相间分布状态,这是样品在活化前后发射性能发生变化的主要原因.     

Ce掺杂GdB6基阴极材料的制备及性能研究

以GdB6和CeB6粉末为原料,采用放电等离子烧结技术(SPS)制备了高致密的多元稀土六硼化物GdxCe1-xB6(x=0.0-1.0)多晶块体。系统研究了烧结温度对GdxCe1-xB6多晶块体的物相组成、力学性能、电阻率及热发射性能的影响。研究结果表明,在烧结温度为1550 ℃,烧结压强为50 MPa,保温5分钟的工艺条件下,可获得高致密的GdxCe1-xB6单相块体材料。烧结块体的维氏硬度可达24.02 GPa。热电子发射性能测试结果表明,适量的Gd掺杂可以显著提高电子发射性能,其中Gd0.1Ce0.9B6成分块体具有最佳的热发射性能,在1600 ℃,4 kV外加电压条件下,发射电流密度达到101.57 A?cm-2,零场电流密度达到21.94 A?cm-2,平均有效逸出功为2.34 eV,优于同一条件下GdB6和CeB6块体的热发射性能。     

LaB_6阴极材料与金属基底钎焊研究

六硼化镧(LaB_6)是一种结构特殊的晶体,它是性能优良的电子发射材料。其具有电子发射电流密度大、抗离子轰击和抗中毒能力强、对发射环境的要求较低、可以多次暴露大气等优点。由于LaB_6阴极具有这些独特的性能,使其用于高能电子加速器、高功率微波(HPM)等大型动态真空系统中,需要超大发射电流密度的爆炸式阴极[1]。文中针对某型号HPM系统用阴极组件的使用要求,设计了LaB_6阴极组件的结构,采用钎焊工艺技术,将LaB_6阴极发射体与基底金属电极封接成为一个高性能阴极组件。通过各项试验,观察和检测了LaB_6阴极组件的封接形貌和封接性能,并拟订出LaB_6阴极组件封接工艺规程。测试结果表明,采用钎焊工艺技术制备的LaB_6阴极组件具有封接牢固可靠,便于安装、拆卸,阴极电子发射性能优良的特点,完全满足高功率微波(HPM)系统对爆炸式LaB_6阴极组件的使用要求。     

Gd掺杂CeB_6基阴极材料的制备及性能

以CeB_6和GdB_6粉末为原料,采用放电等离子烧结技术(SPS)制备了高致密的多元稀土六硼化物Gd_xCe_(1-x)B_6(x=0.0~1.0)多晶块体。系统研究了Gd掺杂对Gd_xCe_(1-x)B_6多晶块体的物相组成、力学性能、电阻率及热发射性能的影响。研究结果表明,在烧结温度为1550℃,烧结压强为50 MPa,保温5 min的工艺条件下,可获得高致密的Gd_xCe_(1-x)B_6单相块体材料。烧结块体的维氏硬度可达24.02 GPa。热电子发射性能测试结果表明,适量的Gd掺杂可以显著提高电子发射性能,其中Gd_(0.1)Ce_(0.9)B_6成分块体具有最佳的热电子发射性能,在1600℃,4 kV外加电压条件下,发射电流密度达到101.57 A·cm~(-2),零场电流密度达到21.94 A·cm~(-2),平均有效逸出功为2.34 eV,优于同一条件下GdB_6和CeB_6块体的热发射性能。     

激光镀锆/钪钡铝酸盐复合薄膜钪型阴极的研究

钪型阴极具有优异的电子发射潜力,但同时也存在着发射均匀性和重复性差等共性问题。本文提出采用脉冲激光镀膜技术在浸渍钪型阴极表面沉积锆/高活性钪钡铝酸盐复合叠层薄膜,以实现对其性能的改进。实验完成了阴极表面膜层的制备,阴极二极管电子发射性能测试,阴极表面光/热发射电子显微镜观察,以及激活阴极表面成分及其深度方向分布的俄歇电子显微镜分析。研究结果表明,覆膜钪型阴极激活后,其表面Ba、Sc含量提升,获得了约110 ~ 130 nm厚的活性层,阴极展现出良好的发射性能;同时,阴极的表面发射均匀性获得明显提升。     

Y2O3-Gd2O3-HfO2掺杂W基直热式阴极热发射及耐电子轰击特性研究

为了提高大功率磁控管阴极的耐电子轰击性能,首次采用Y2O3-Gd2O3-HfO2(Y-Gd-Hf-O)掺杂金属W粉制备大功率磁控管用直热式阴极。对不同质量百分比(wt%)Y-Gd-Hf-O掺杂W基直热式阴极的热发射及耐电子轰击特性进行了研究。实验结果显示,50 wt% Y-Gd-Hf-O掺杂W基直热式阴极具有较大的热发射能力,1500 ℃工作温度下即可提供1.0 A/cm2的拐点发射电流密度。10 wt% Y-Gd-Hf-O掺杂W基直热式阴极具有较好的耐电子轰击性能,经过14 W/cm2电子连续轰击200 h后,热发射电流密度仅下降0.1 A/cm2。最后,对Y-Gd-Hf-O掺杂W基直热式阴极热发射及耐电子轰击机理进行了有益的探讨。     

一维W纳米材料的场发射性能及其可控制备的研究进展

一维W纳米材料是一种新型的场发射材料,具有优异的场发射性能。介绍场致电子发射的基本原理及性能评价标准;讨论一维W纳米材料的6种制备方法:气相沉积法、电子束诱导法、蚀刻法、溅射法、自组装法和模板法;分析不同制备方法对场发射性能的影响;指出电场增强因子是决定一维W纳米材料场发射性能优劣的首要因素,设计制造出结构可靠、场发射性能优异、成品率高以及寿命长的一维W纳米材料器件是未来的研究重点。     

Dynamic modeling of cutting acoustic emission via piezo-electric actuator wave control

The fundamental understanding of the dynamic behavior of acoustic emission signals in relation to machining process parameters plays an important role in the automation monitoring and control of metal cutting operations. This paper presents an analytical model for acoustic emission dynamics in orthogonal cutting with chip thickness variation. An analytical expression for acoustic emission generated in turning is established as an explicit function of the cutting parameters and tool/workpiece geometry. Based on the theoretical static cutting acoustic emission model, the generation of the RMS acoustic emission is formulated as the function of three process parameters, namely tool displacement, cutting speed, and rake angle. The incremental change of the RMS acoustic emission is related to the chip formation process in an elemental cutting area and it is characterized by the dynamic variation of these process parameters. The analysis of the RMS acoustic emission is then extended into the dynamic transfer function between tool displacement and RMS acoustic emission. Experimental results via simultaneous tool displacement control by piezo-electric actuator and measurement of RMS AE generated during cutting confirm the validity of the analytical acoustic emission model in orthogonal cutting process.     

THERMIONIC EMISSION OF CARBONIZED La-Mo CATHODE

１ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＴｈｅｃａｔｈｏｄｅｉｓｔｈｅｃｏｒｅｐａｒｔｏｆｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｄｅｖｉｃｅｂｅｃａｕｓｅｉｔｓｅｒｖｅｓａｓｔｈｅｅｌｅｃｔｒｏｎｒｅｓｏｕｒｃｅａｎｄｉｔｓｑｕａｌｉｔｙｄｉｒｅｃｔｌｙｉｎｆｌｕｅｎｃｅｓｔｈｅｌ...     

基于钢岔管水压试验中的声发射检测技术应用研究

为保证钢岔管在水压试验过程中能够安全进行,本文采用声发射实时监测技术对钢岔管焊缝和母材产生的声发射信号进行实时监测。在升压之前,用断铅信号模拟源分析了随着传播距离的增加声发射信号衰减的情况,并给出了满足同类型试验的幅值与传播距离的关系式;在升压和保压过程中,综合采用声发射源的平面定位分析法、特征参数分析法、波形分析法对出现有意义的声发射信号时段进行了详细分析,为钢岔管水压试验的安全监测提供了技术支撑。试验结果对同类型钢岔管水压试验声发射安全监测具有一定的参考价值。     

Advances in Thermionic Cathode of Tungsten and Molybdenum

Tungsten and motybdenum have been usedwidely in metallUrgy illumination and electfo-nics, astfonavig8tion and chemical fields due totheir high melting poillts and high hardness.They are imPoftam materials used in illumina-tion aPparatlls and electfon tubes. ln electron tu-bes, trigsten is used as thermonic cathode ma-terial, and molybdenum is mainly used as stand,anode, etc. Recently molybdenurn has beenused as thermonic cathode material for its goodperformance at high temPerthee. The aPplic…     

计算机辅助声发射源检测定位系统

针对普通声发射（ＡＥ）检测仪缺乏源定位功能，开发了计算机辅助ＡＥ源检测定位系统，并详细论述了该系统的组成、接口、源定位算法和程序、剔除噪声等问题     

护卫传感器在拱顶储罐罐底声发射检测中的应用

大型储罐声发射在线检测越来越得到石化行业的认可,然而对于不同类型的储罐,罐底声发射信号采集方法基本相同,并未考虑储罐的结构差异。提出采用护卫传感器对拱顶储罐底板的腐蚀声发射信号进行采集的方法。通过在罐壁上布置两组传感器,其中一组接收来自罐顶液滴撞击液面产生的声发射信号,即护卫传感器,另一组接收来自罐底的声发射信号,并应用特定的方法有效地滤除拱顶滴液产生的干扰声信号。现场试验结果表明,该方法能有效滤除拱顶储罐罐顶滴液产生的干扰噪声,为后续的数据分析与处理提供了可靠的原始数据。     

Quantification of metallic coating failure on carbon fiber reinforced plastics using acoustic emission

Carbon fiber reinforced plastic substrates were subsequently coated with an electrochemically applied nickel and an electroplated copper layer. The coating-substrate system was loaded in four-point bending and the acoustic emission from coating failure was recorded during loading. The acoustic emission signals were analyzed using pattern recognition and frequency analysis techniques. This approach yields three distinguishable types of acoustic emission signals, which are correlated to three different failure mechanisms: i) nickel cracking ii) copper cracking and iii) delamination between the two coating layers. To confirm the correlation between the types of acoustic emission signals and the respective failure mechanisms and to assess the validity of the acoustic emission method to describe mechanical failure, the micro-mechanical fracture energies released during mechanical loading were calculated based on microscopic measurements of the crack progress utilizing scanning electron microscopy and scanning acoustic microscopy. These energies were compared to the associated acoustic emission signals energy for each failure mechanism. We found the calculated micro-mechanical energy values to be proportional to the measured accumulated acoustic emission energy of the associated acoustic emission signal type. We conclude that the reported failure classification method offers the possibility to compare fracture toughness values in multilayered coatings with multiple failure types, derived solely from acoustic emission energies.     

飞机蜂窝复合材料板压缩过程的声发射定位研究

声发射检测的主要目的是发现声发射源和有关源的信息,声发射源定位是声发射检测中至关重要的指标,其准确程度反映了声源的检测位置与实际缺陷源位置的符合程度。本研究针对复合材料的特性,结合实际情况进行了声速和衰减测量实验,并通过断铅实验对复合板进行声发射定位。通过对复合材料板压缩实验的在线监测,基于声发射信号参数的提取及关联图分析,给出了各损伤阶段的参数特征,以及声发射监测区域内的裂纹萌生扩展断裂的时间和位置。研究结果表明,复合板实际断裂位置与声发射监测得出的位置相吻合。     

基于声发射的扫地机器人外壳碰撞点定位研究

扫地机器人领域的核心问题是定位问题,对扫地机器人行进过程中的碰撞位置进行有效定位是提高清扫效率的关键。声发射作为一种新型的无损检测技术,它的信号特性让其能在各种材料环境下进行定位实验。基于声发射技术的时差定位系统对于碰撞信号这种突发型信号有较好的捕捉定位能力,采用声发射时差法研究扫地机器人外壳在发生碰撞时的对应位置并进行定位误差分析。结果表明,声发射时差定位法能简单且快速地对碰撞点进行有效定位,利用声发射时差定位计算出的坐标与实际碰撞点坐标的误差最大值为8.45 mm,最小值为0.7 mm。研究结果可为实验研究和工程中声发射事件的精确定位提供重要参考。     

钢丝绳声发射信号传播特性分析

针对钢丝绳断丝缺陷的在役动态监测需要,提出采用COMSOL软件对钢丝绳的声发射检测信号传播特性进行研究。首先建立钢丝绳结构模型,然后模拟不同频率、不同位置的断丝声发射信号在结构中的传播过程,获得不同位置的信号位移场及能量变化,最后根据导波理论,采用模态特征曲线结合小波变换分析不同类型声发射源的特征频率与模态成分。结果表明:声发射信号传播过程中,对于不同频率和激发方向的声发射源,其主要模态成分和特征频率的差异较大,可根据不同位置的时频分析结果,结合理论频散曲线判别声发射源信号的主要模态特征,并确定结构中声发射源的不同振动方向与中心频率。该研究结果可为钢丝绳损伤声发射检测提供理论参考依据。