铈钨坯的空心阴极等离子烧结工艺研究
空心阴极放电等离子烧结方法及其应用研究
Ｓ ｎ ｅ ｉ ｇＴｅ ｈｎ ｑ ｅ ｎ ｐ ｉ ａ ｉ ｎ ｂ ｏｌ ｗ ｔ ｏ ｅＤｉｃ ａ ｇ ｌ ｓ ａ ｉ ｔ ｒ ｎ ｃ ｉ ｕ ｓａ ｄ Ａｐ ｌ ｔｏ ｙＨ ｌ ｃ ｏ Ｃａ ｈ ｄ ｓ ｈ ｒ ｅＰ ａ ｍ
ＷＡＮＧ ｎ － ｅ ｇ Ｓ ｅ ｋ ａ ， Ｚ Ｃｏ ｇ ｚ ｎ ， Ｕ Ｘｕ — ｕ ｎ ＨＡＮＧ ｉ ｎ ｂ ｏ Ｍ Ａ ｉ Ｌａ－ａ ， Ｊｅ
（ ｏｌ ｅ ｆ ｔ ｉ ｃ ｎ ｅ ｎ ｎ ｉｅｒ ｇ ｅ ｉ ｉｅｓｙｏ Ｔ ｃｎ ｌ ｙ ｅ ｉｇ１０ ２ ，Ｃ ｉａ Ｃ ｌｇ Ｍａｅ ａ Ｓ ｉ ｃ ｄ ｇｎ ｅｉ ，Ｂ ｉｎ Ｕｎ ｒｉ ｆ ｅｈ ｏｏ ，Ｂ ｉｎ ０ ０ ２ ｈｎ ） ｅ ｏ ｒｌ ｅ ａ Ｅ ｎ ｊｇ ｖ ｔ ｇ ｊ
小与空腔尺寸、放电电压和工作气压有关，在满足空心阴极效应的条件下， 空腔尺寸越小， 放电电压和工作气压越高， 加热功率越
大 。空心 阴极烧结工艺可制 备出致密度高，导热性能好 的 Ａ Ｎ陶瓷和较高致密度的铈 钨样品。 Ｉ
关键词：烧结；空心阴极；功率；ＡＮ Ｉ ；铈钨
中图分类号 ：Ｔ ２． Ｍ９４ ５ ７ 文献标识码 ：Ａ 文章编号 ：ｌ０－ ３（ ０）１ ０９０ ０２１ ９２ ６０— １— ６ ０ ０ ３
ｙ ｔ ｌ ｈ ｄ ａｍａ ｉｔ ｎ ． ｂ ｅ ｏｌｗｃｔｏ ｅ ｌｓ ｎｅｉｇ ｈ ｈ ｏ ａ ｐ ｓ ｒ
Ｋｅ ｒ ： ｓ ｔｒｎ ； ｈ ｌ ｗ ａ ｈ ｄ ； ｐ ｗｅ ； ＡＩ ； ｃ ｒ ｍ— ｇ ｔ ｎ ｙｗｏ ｄｓ ｉ ｅ ｉ ｇ ｎ ｏ ｌ ｃ ｔｏ ｅ ｏ ｏ ｒ Ｎ ｅｉ ｕ ｔ ｓｅ ｕｎ
速加热 到很高 的温度 。根据 空心 阴极放 电的这 种特性 ， 作者 将其 应用于粉末冶金 制品的烧结 ，并进行了初步试
掺杂氧化铈钡钨阴极的结构和发射性能的研究
掺杂氧化铈钡钨阴极的结构和发射性能的研究①卢 平3,沈春英,丘 泰(南京工业大学材料科学与工程学院,江苏南京210009)摘要: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0.4～3.6μm,平均孔径为2μm。
在阴极正常工作温度1050℃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。
关键词:稀土;CeO2;钡钨阴极;发射电流密度中图分类号:O462 文献标识码:A 文章编号-7076(2008)01-0050-04 阴极作为真空电子器件的心脏部件,在大功率磁控管中有着广泛的应用。
目前在大功率磁控管中使用的主要是Th2W阴极和Ba2W阴极。
Th2W阴极虽有发射稳定、耐轰击等优点,但钍是放射性元素,半衰期长达1.39×1010年,对环境和人体健康造成极大的危害,Th2W阴极正逐步被Ba2W阴极替代[1,2]。
Ba2W阴极以其优异的脉冲发射性能广泛用于各类中小真空电子器件,但满足不了大功率微波器件电流密度大、寿命长的要求。
大量研究表明[3～7],在多孔钨基中掺杂高熔点、低逸出功的稀土氧化物La2O3,Y2O3等,作为弥散强化第二相,可以提高再结晶温度,降低阴极的逸出功,提高阴极的发射性能。
国内外对于掺杂稀土CeO2电极材料的研究较多[8～10],而对于掺杂CeO2热阴极的报道较少。
为此,本文在多孔钨基内添加了高熔点、低逸出功的稀土CeO2,制备了满足大功率微波器件发射电流要求的CeO22W 浸渍型钡钨阴极,并对其结构和发射性能进行了研究。
1 实 验1.1 原料实验原料:金属钨粉,株洲硬质合金有限公司生产,平均颗粒尺寸4～5μm;氧化铈(CeO2),国药集团化学试剂有限公司生产,纯度99.95%。
放电等离子烧结制备钨铜复合材料工艺研究
科技视界
放电等离子烧结制备钨铜复合材料工艺研究
徐玄戴琴欧邯 渊 广 东 省 深 圳 市 威 勒 科 技 股 份 有 限 公 司 袁 广 东 深 圳 518000 冤
揖摘 要铱钨是一种高密度袁高熔点袁高强度袁低热膨胀系数的稀有金属袁而铜具有良好的导热性和导电性遥 两 种 金 属 元 素 既 不 相 溶 也 不 形 成 金 属 化 合 物 袁 熔 点 差 是 非 常 大 的 渊 钨 3410 益 袁 铜 1084 . 5 益 冤 袁 所 以 钨 铜 复 合 材 料 是由体心立方钨颗粒和面心立方铜结合相组成的复合材料遥 本文重点介绍制备钨铜复合材料的工艺袁 并讨论 了钨铜复合材料的应用方向遥
首先将与少量诱导铜粉混合的钨粉或钨粉制成生 坯 袁 然 后 在 还 原 气 氛 或 真 空 下 在 900 益 至 950 益 下 预 烧 结 以 获 得 一 定 的 强 度 多 孔 钨 骨 架 遥 Cu 金 属 或 压 制 的 Cu 坯 放 置 在 多 孔 钨 骨 架 上 或 下 面 遥 在 比 Cu 的 熔 点 高 的温度下烧结称为渗透袁 并且多孔钨骨架完全浸入较 低的熔点遥 在铜熔体中获得致密的产物的方法称为熔 融浸渍遥 在多孔钨骨架的毛细作用下袁铜熔体渗透渊浸 出冤 到钨骨架的孔隙中以形成铜网分布遥 渗入密度通 常 理 论 密 度 在 97 豫 ~ 98 豫 之 间 袁 因 为 烧 结 骨 架 中 总 是 存 在极少量的不能填充浸润金属的闭孔袁 浸润后可通过 冷热加工进一步提高密度遥 目前袁 这种工艺已经在一 些大中型高压下断路器和真空开关用于生产钨基触 点袁 浸入工艺困难袁 但所得触点材料组成均匀且性能 良好遥 1.3 热压烧结
1 钨铜复合材料的制备工艺
等离子体发射光谱法测定钢铁样品中微量稀土元素镧和铈
等离子体发射光谱法测定钢铁样品中微量稀土元素镧和铈刘国军张文兵吴志鸿张建平（内蒙古北方重工业集团有限公司，包头014033）摘要稀土元素被人们称为钢中的“维生素”，适量的稀土元素对钢铁材料的性质起着重要的作用。
用电感耦合等离子发射光谱法测定钢铁样品中的微量稀土杂质，研究了分析谱线的选择方法、基体效应的消除以及工作曲线的优化，测定结果的相对标准偏差为1．02%，加标回收率为91% 94%。
关键词稀土元素分析谱线干扰消除在低合金钢和高合金钢中添加稀土元素，可生产出硫含量极低的钢材，有效地控制夹杂物的形状，使钢各个方向的性能趋于均衡，能显著地改善特厚钢板厚度方向的塑性和韧性，提高钢铁的强度、耐磨性和抗氧化等性能［1］。
我国稀土在钢中的应用开始于20世纪60年代初，主要利用其改善钢的强度和耐磨性。
由于稀土元素的外层电子结构大致相同，它们的物理化学性质相似，很难用一般的化学分析方法进行单一稀土元素的测定，而大多采用物理的分析方法或化学与物理相结合的方法。
稀土元素的分析方法有质量法、容量法、分光光度法、荧光光度法、质谱分析法等［2］。
钢铁样品中稀土元素的含量很低，一般含量在μg/mL级。
笔者选用灵敏度高、选择性好的ICP等离子发射光谱法分析钢铁样品中微量稀土元素镧和铈，经过验证，测定结果准确、可靠。
1实验部分1．1主要仪器与试剂单道扫描ICP等离子发射光谱仪：JY－ULTI-MA2型，日本Horiba公司；盐酸溶液（1+1）；硝酸溶液（1+1）；过氧化氢：30%。
1．2仪器工作条件工作线圈：内循环水冷却方式；最佳工作室温度：（23ʃ2）ħ；炬管类型：三层同心石英管；入射功率：1000W；反射功率：＜1W；等离子气流量：12 L/min；护套气流量：0．2L/min；进样泵速：20r/min；载气压力：0．6MPa。
1．3标准溶液的制备1．3．1镧标准溶液称取0．117g经850ħ灼烧1h的氧化镧（纯度＞99．99%），置于100mL烧杯中，加入10mL盐酸溶液，低温溶解后，取下冷却，移入1000mL容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀。
烧结铈及富铈永磁材料
烧结铈及富铈永磁材料烧结铈材料具有很高的熔点和电阻率，热导率也很低。
同时，铈材料还具备优异的化学稳定性和耐腐蚀性能。
这使得烧结铈材料在高温、高压和腐蚀性环境下具有出色的性能表现。
此外，烧结铈材料还具有良好的机械强度和抗冲击性能，可以广泛应用于航空航天、汽车制造、电子器件等领域。
然而，纯铈材料的磁性能较弱，无法满足一些特殊需要。
为了提高铈材料的磁性能，人们开始研究开发富铈永磁材料。
富铈永磁材料通过添加其他稀土元素和添加剂，能够在保持铈材料的机械性能的同时，显著提高材料的磁性能。
富铈永磁材料通常由氧化物粉末混合物制备，然后通过热压或烧结等工艺形成致密的材料。
这些材料具有良好的磁学性能，如高矫顽力、高磁导率和低磁滞等。
此外，富铈永磁材料还具有很高的抗磁腐蚀性能，可以在强磁场和湿润环境下工作。
富铈永磁材料的制备方法有很多种，常用的包括固相反应法、熔盐法和溶胶凝胶法等。
这些方法具有各自的优缺点，可以根据具体的需求选择最适合的制备方法。
目前，富铈永磁材料已广泛应用于各个领域。
在电机和发电机领域，富铈永磁材料可以用于制造高效、节能的电机设备。
在磁性储存器和传感器领域，富铈永磁材料可以用于制造高性能的设备。
此外，富铈永磁材料还可以应用于医疗器械、仪器仪表和电子通信等领域，为现代科技的进步做出了重要贡献。
总而言之，烧结铈及富铈永磁材料是一类重要的材料，具有良好的化学稳定性、机械性能和磁学性能。
这些材料在航空航天、汽车制造、电子器件等领域表现出色，并且在节能、高效等方面也有广泛的应用前景。
随着科技的不断进步，富铈永磁材料有望在更多的领域展现自己的优势，为人类的生活带来更多的便利和福祉。
钨及其合金异型制品的空心阴极烧结研究的开题报告
钨及其合金异型制品的空心阴极烧结研究的开题报告1. 研究背景和意义钨及其合金是一种高强度、高熔点的金属材料，在工业生产中有着广泛的应用。
其中，空心阴极是一种关键部件，广泛应用于电子管、电视等电子器件中。
钨及其合金空心阴极的制备方法多种多样，其中包括热等静压法、水压法、高压燃气冶金法、电烧结法等。
近年来，随着先进制造技术的不断发展，空心阴极制造过程中的烧结工艺也越来越重要。
2. 研究内容本研究将关注钨及其合金异型制品的空心阴极烧结制备过程中的一系列关键问题，主要涉及以下几个方面：(1) 烧结温度和时间对烧结效果的影响；(2) 添加剂对空心阴极烧结过程的影响；(3) 空心阴极的微观结构、物理和力学性能；(4) 优化烧结工艺，提高钨及其合金空心阴极的制备效率和质量。
3. 研究方法本研究将采用实验室试验相结合的方法，结合材料学、物理学、化学等学科知识，从材料的微观结构、物理性能和力学性能角度进行系统的测试和分析。
具体的研究方法包括：(1) 采用压缩机制备原材料，通过高温烧结得到钨及其合金异型制品。
(2) 利用扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)等测试手段对样品的显微结构和组成进行分析。
(3) 运用显微硬度计测试样品硬度，并进行组织形貌的分析。
(4) 设计实验参数，研究相关因素对烧结效果的影响，并优化烧结工艺。
4. 研究预期结果通过本研究，预计可以得到以下研究结果：(1) 确定钨及其合金异型制品空心阴极的最佳烧结温度和时间，以及添加剂对烧结过程的影响。
(2) 了解不同制备方法对于钨及其合金异型制品空心阴极的微观结构、物理性能和力学性能的影响。
(3) 提出高效的烧结工艺和优化方法，提高钨及其合金异型制品空心阴极的制备效率和质量。
5. 预期贡献本研究的预期贡献如下：(1) 对钨及其合金异型制品空心阴极的烧结制备及相关工艺优化提供了有效的技术支持。
(2) 增强了钨及其合金材料的烧结制备技术水平。
(3) 丰富了钨及其合金异型制品的烧结制备领域的研究内容，促进了相关学科的发展。
一种新型的焊接技术_空心阴极真空电弧焊
——空心阴极真空电弧焊北京航空航天大学 北京航空工艺研究所韩小宾 张奕琦汪苏 [ 摘要 ] 介绍一种新型的焊接技术—— 空心阴极真空电弧焊及其应用。
采用这种技术可以对不锈 钢、钛合金和高温合金等金属进行熔化焊及对小试件进行快速高效的局部加热钎焊, 并获得高质量的焊接接头。
关键词: 空心阴极真空电弧 熔焊 钎焊[A b s t rac t ] T h is p ap e r p re sen t s a n ew w e ld in g tech no lo gy - ho llow ca tho de va cu u m a rc w e ld 2 in g an d it s ap p lica t i o n . W ith th e p ro ce s s , th e fu s i o n w e ld in g an d b ra z in g o f s t a in le s s 2s tee l , t itan ium a llo y an d h igh tem p e ra tu re a llo y can b e ca r r ied o u t . T h e p rop e r t ie s o f w e ld e d jo in t a re p e rfec t .Ke y wo rd s : H o llo w ca tho de va cu u m a rc F u s i o n w e ld in g B r az in g真空电弧焊接是可以对不锈钢、钛合金和高温 合金等金属进行熔化焊及对小试件进行快速高效的 局部加热钎焊的最新技术。
该技术由俄罗斯发明, 并 迅速应用在航空发动机的焊接中。
使用真空电弧进 行涡轮叶片的修复、钛合金气瓶的焊接, 可以有效地 解决材料氧化、软化、热裂、抗氧化性能降低等问题。
开展真空电弧焊接方法的研究, 可为我国航空航天 制造业提供一种新的焊接方法, 对于新型号喷气发 动机的研制、发动机涡轮叶片的修复等都具有一定 的实际意义。
钨及钨合金强化方法和烧结工艺研究进展
钨及钨合金强化方法和烧结工艺研究进展
易锦伟;习瑶瑶;李诵斌;丁思琪;李阁平;肖方闹
【期刊名称】《铜业工程》
【年(卷),期】2024()1
【摘要】钨及其合金因其优异的性能被广泛应用于核工业、航空航天等极端环境中,但钨固有的低温脆性和重结晶脆性也限制了它的进一步应用。
本文结合近年来相关研究,从钨及其合金的成分和制备工艺两方面出发,综述了钨基材料性能方面的改善及其实现方法。
成分调控领域有Re,Ta和Nb等元素的固溶强化,以及碳化物和氧化物的第二相强化;制备工艺方面分为场辅助烧结的热压、放电等离子烧结(Spark Plasma Sintering,SPS)和微波烧结等工艺,以及无场辅助烧结的活化烧结和无压两步烧结方法。
最后,总结了现有工艺和技术的发展现状,对不同制备工艺的发展趋势进行了展望。
【总页数】10页(P90-99)
【作者】易锦伟;习瑶瑶;李诵斌;丁思琪;李阁平;肖方闹
【作者单位】江西铜业技术研究院有限公司;中国科学院金属研究所;新工程工业学院;河南科技大学
【正文语种】中文
【中图分类】TG146.411
【相关文献】
2O3对超细钨复合粉末烧结性能与钨合金显微组织的影响
2.从含钨废料中回收钨的新工艺、新型铜钨合金材料
3.W-Ni-Fe系高密度钨合金形变强化工艺研究进展
4.通过两步机械合金化工艺制备氧化物弥散强化钨重合金的方法
5.课程思政背景下高校音乐鉴赏教学的若干思考
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果【 ７ － Ⅻ。
高熔 点的钨 、 、 、 等 难 熔 金 属 ， 难 用 熔 钼 铌 钽 很 炼铸造的方法成型， 往往只能采用粉末冶金的方法 进 行加 工 。但 是 ， 由于此 类材 料 要求 的烧 结温 度 很 高， 一般 的加热 方 法难 以胜 任 。继续 探 索 适用 于 难
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中国钨毋
极管 周围放 置保温 隔热 屏 ， 以防止 热量散 失 。 电系 供 统 为可控 硅直 流 电源 ， 出 电压 为 ０ １ ０ 真 空 输 ￣ ０Ｖ， ０ 室壳体与 电源 正极相连 ， 形成 阳极 。 真空 系统 由机 抽 械真空泵＋ 扩散 泵组 成 。采 用 Ｚ Ｚ ３型 的真 空计测 Ｄ一 量真空度 。 经供 气系 统可通 入工作 载气 。 并可 以控制 流量。 采用 ｓ Ｉ＿ Ｍ 型红外 测温 仪通过 玻璃观 察窗 ＣＴ １ 和 保温套上 小孔 ， 以测得 石墨 管外 表面 温度 。 可
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第２ ２卷第 ６期 ２０ ０ ７年 １ ２月
Ｃ ｉ ａ Ｔｕ ｇ ｔ ｎ Ｉ ｄ ｓ ｒ ｈ ｎ ｎ ｓｅ ｎ ｕ ｔ ｙ
中圈钨毋
Ｖｏ ． ２ ＮＯ ６ Ｊ ． ． ２ Ｄｅ ． Ｏ ． ｃ２ ０７
文章编号 ：０９０２（ ０） — ０５ ０ １０—６２ ０７ ６０２－４ ２ ０
熔 金属烧 结 的新方 法 ． 然是 一 个 非常 重 要 的研 究 仍 图 １空 心 阴极 烧 结装置 示意图
空心 阴极烧 结装置 由直 径为 ２ ～ ０ ０ ５ 壁 厚为 ｍｍ， ３ ５ｍ 的圆筒形石 墨管和 烧结试 样构成 。 样置于 ～ ｍ 试 石 墨空心 阴极 管中心 位置 ，表 面与石 墨管 内壁之 间
收稿 日期：０ ７ ０ — ８ ２０—９２ 基金项 目： 国家“６ ” ８３ 计划（ ０ Ａ ０ Ｚ ２ ） ２ ６ Ａ ３ ５４ ； ０ 国家 自 然科学基金（ ３４ ０ ） ５ ７０ ３ ０ 作者简介 ： 牛宇锋（ ７ 一， 山西交城人， １ ４） ９ 男， 硕士研究生， 从事空心阴极烧 结的研究工作 ； ‘ 王从 曾（９ １ ） 山西代县人， １ ５ 一， 男， 教授， 主要从事金属材料 与等离子体材料表面改性研究及教学工作。
１ ． ２试验 条件及方 法
第卷 ２ ２
和 石墨管 与试样 构成 的空心 阴极表面 难免有油 污和 绝缘 杂质 的存在 ．开启 电源后 容 易产 生场致弧 光放 电， 引起 电流 和 电压 的剧烈波 动 ， 并可能使 阴极 表面 受到烧 蚀 ， 至损坏 供 电系统 。因此 ， 保持较低气 甚 应 压和 电压 ， 以降低弧 光放 电的强 度 ， 少弧光放 电的 减 数量 。 免产 生过大 的 电流 。 阴极表面 被离子轰击 避 待 清洗干 净 。 星弧光放 电停 止后 。 零 逐渐将气压 和 电压 升高 ， 入空 心 阴极 等离 子烧结 的第 Ⅱ阶段。 进 在这个 阶 段 由于放 电功率较 小 ， 阴极温度 不高 。
结高熔点材料一
密度水平相 当。
铈钨合金 ， 获得 了很好 的效果 。得到的铈钨烧结坯的密度达到 １． ｇｃ ， ７ ， 与垂熔烧结方法获得的 ８ ｍ，
关键词 ： 空心阴极； 烧结； 等离子； 铈钨合金
中图分类 号 ： Ｇ４．１：＇１４ Ｔ １６ １ Ｉ ２． ４ Ｔ ５
文献标 识码 ： Ａ
铈钨坯 的空心阴极 等离子烧结工 艺研 究
牛宇锋 ， 王从 曾 ， 捷 ， 马 苏学宽 ， 张连 宝
（ 要 ： 对空心阴极效应的发热机理及空心阴极等离子烧结铈钨坯工艺进行了初步研究。 通过合理地控制电流、 电
压以及气压等影响 因素 ， 获得 了持续稳定的空心阴极效应， 使其阴极达到 ２ ０ ℃以上的高温。 ５０ 将此 高温效应用于烧
０ 前 言
空心 阴极放 电是辉 光放 电 的一种 特 殊 形式 ， 它
是原 子光 谱分析 研 究 的重 要手 段Ｉ １ ］ 于 空心 阴 极 。关 效应 的基 本规 律 及 其 放 电特 性 已进行 了 多 方 面 的 研究 ， 目前仍有报 道［］ ２ 。由于其 放 电的特 殊 性 ， － ３ 空心
课题 。空心阴极放 电可 以将 阴极材 料加 热 到极 高 的
温度 ， 且无 须 设 置 外加 热源 ， 烧 结 样 品 形状 无 特 对 殊要 求 。若将 空 心 阴 极效 应 应 用 于难 熔 金 属 的烧
保 持 ５ １ ｍ距 离 ， ～０ｍ 以形成 空 心 阴极腔 。 空心 阴极 经通 电点燃 后 ，在样 品与 石墨管 之 间形成 空心 阴极
结． 则有可 能解决这一难题 ． 目前还未 见到有关 但 报道。因此 ， 本文选用熔点较高的铈钨合金进行 了
空心 阴极烧 结试 验 ． 以探 讨 该工 艺 的 可行 性 及基 本
效应 ， 产生等离子体。 石墨管上端开一直径 １ ｍ的 ０ ｍ
小孔 ， 以保证 空心 阴极放 电时 电子的逸 出。 空心 阴极 置 于阴极 台上 与 直流 电源 的负极相 接 。石 墨空心 阴
规 律。
１ 试 验装 置 及 方 法
ＩＩ试 验装 置 ．
试 验 装 置 如 图 １ 示 ． 要 由真 空 系统 、 电 所 主 供
系统、 供气 和测 温系 统组成 。
阴极效应还被广泛运用于各个科研领域 。 ： 晶 如 液 显示研究及显示器材的应用研究嘲 焊接技术翻 空 ； ；
心阴极离 子镀 膜【 。近年 来 ， 句 等 利用 空心 阴极放 电时 高密 度 、 能 量 离子 轰 击 所 产 生 热 效 应 ， 大 可使 阴极