稀土难熔金属阴极材料的研究进展_王金淑
稀土钼阴极二次电子发射性能研究
稀土-钼阴极二次电子发射性能研究刘帆（中国人民武装警察部队学院，河北廊坊065000）【摘要】运用液固、液液、固固掺杂等方法制造稀土氧化物，并掺杂钼粉，而后运用等离子体的快速烧结与常规的高温、压制的烧结分别制造稀土-钼金属陶瓷的材料，同时应用金相显微镜与发射性能测试的方法对这些样品的微观结构和二次的电子发射的性能实施研究。
结果显示稀土的氧化物混合均匀掺杂和组织上的细化，将有助于提高材料的发射性能。
在实行高温的氢气处理后，会让这些样品的激活温度大幅度的降低，而发射系数就会大幅度的提高。
关键词：稀土；二次电子发射性能；氧化物；激活温度；发射系数中图分类号：TF125.2文献标识码：A 文章编号：1003-5168(2012)24-0001-01磁控管是一种微波电真空器件中的器件，它的应用比较广泛，尤其在航空、军事武器中的应用发挥着非常重要的作用。
近些年来，磁控管发展的重点重要集中在：一是大功率、（亚）毫米波段及高频率的磁控管上的研发；二是大功率的和相对论的电子注的磁控管上的的研发。
这些研究的成功关键，都依赖于磁控管所采用的新材料，尤其是阴极材料。
[1]磁控管工作依赖于二次电子发射的性能。
现今，市面上在磁控管中应用的二次电子发射阴极的材料主要是合金阴极、氧化物阴极以及金属陶瓷型阴极，比较各种材料的阴极性能的好坏最主要的参数是二次电子的发射系数。
[2]稀土-钼金属陶瓷阴极效果最明显，本文试验中应用各种有效地方法制造稀土-钼，尽量从微观的结构中进行分析，研究每一种因素对这个二次电子的发射性能的影响规律。
1.实验本组实验选用的稀土氧化物有Y2O3和和La2O3，其比例为3:1。
运用液固、液液、固固掺杂等方法制造稀土氧化物，并掺杂钼粉，而后运用等离子体的快速烧结与常规的高温、压制的烧结分别制造稀土-钼阴极的材料。
对稀土-钼烧结体实施机加工，得到测试的样品圆片，之后在与装有裸钨丝的热子的金属钼筒进行焊接，随后仔细安装到测试架上等待测试。
一种高品质稀土熔盐电解用钼阴极棒及制备方法和系统
一种高品质稀土熔盐电解用钼阴极棒及制备方法和系统【实用版4篇】目录（篇1）1.引言2.熔盐电解用钼阴极棒的作用和技术背景3.本文提出的钼阴极棒的特性和制备方法4.本文提出的制备方法的优势和局限性5.结论正文（篇1）一、引言在熔盐电解过程中，阴极是影响整个系统效率的关键因素之一。
由于高品质的钼阴极具有高导电性、高抗氧性、高耐腐蚀性等特点，因此在稀土熔盐电解领域具有重要的应用价值。
本文将介绍一种高品质稀土熔盐电解用钼阴极棒及其制备方法和系统。
二、熔盐电解用钼阴极棒的作用和技术背景在熔盐电解过程中，阴极与阳极共同构成电解池，电流通过电解质和阴极进行传导。
在稀土熔盐电解中，钼阴极可以有效地降低氧化还原反应的过电势，提高电流效率，从而减少能源消耗。
此外，钼阴极还具有较高的抗腐蚀性能，可以保护电解质和阳极免受氧化剂的破坏。
然而，传统的钼阴极棒存在一些问题。
例如，在高温熔盐环境中，钼表面容易氧化形成氧化物薄膜，导致电阻增加，进而影响电流效率。
此外，由于熔盐的浸润性较差，传统的钼阴极棒容易出现脱落等问题。
这些问题限制了其在熔盐电解中的应用。
三、本文提出的钼阴极棒的特性和制备方法为了解决上述问题，本文提出了一种新型的钼阴极棒。
该阴极棒采用特殊的表面处理工艺，使得钼表面具有较高的抗腐蚀性能和较低的电阻。
同时，该阴极棒采用特殊的结构设计，提高了钼阴极的抗脱落性能和耐高温性能。
具体来说，该钼阴极棒的制备方法包括以下步骤：首先，将钼坯料加热至高温，使其表面形成一层氧化物薄膜；其次，采用特殊的化学蚀刻方法，去除氧化物薄膜表面的凸起部分；最后，在钼表面涂覆一层耐高温、抗腐蚀的涂层。
四、本文提出的制备方法的优势和局限性本文提出的制备方法具有以下优势：首先，通过特殊的表面处理工艺，可以显著提高钼表面的抗腐蚀性能和较低的电阻；其次，采用特殊的结构设计，可以有效地提高钼阴极的抗脱落性能和耐高温性能；最后，该方法操作简单，成本较低。
目录（篇2）I.引言A.主题介绍B.当前市场概述II.技术的详细描述A.钼阴极棒的构造和功能B.稀土熔盐电解用钼阴极棒的优势C.制备方法和系统的详细过程III.技术原理A.稀土熔盐电解的原理B.钼阴极棒的耐腐蚀性和导电性原理C.制备系统的能源效率原理IV.技术优势A.钼阴极棒的高品质性能B.制备系统的能源高效性C.生产效率的提高V.应用和未来发展A.稀土熔盐电解行业的应用前景B.制备系统的未来发展潜力C.对环境的影响和可持续性正文（篇2）一、引言随着科技的不断发展，稀土熔盐电解行业正在经历着巨大的变革。
北京工业大学材料科学与工程学院硕士研究生招生研究方向简介
材料科学与工程学院硕士研究生招生研究方向简介专业：080500材料科学与工程01光电薄膜及器件本方向主要研究薄膜材料结构与光电性能关系以及其表面/界面的物理与化学性质，优化与发展先进光电薄膜材料及其器件的制备方法、测量原理与应用技术。
主要研究方向有：（1）先进太阳能薄膜制备及器件技术；（2）新型氧化物半导体光电薄膜的掺杂改性及原型器件探索；（3）场发射纳米多层半导体薄膜制备及器件技术；（4）钙钛矿锰氧化物及半金属磁隧道结制备及器件开发；本研究方向曾主持完成国家973、863及国家自然科学基金等多项国家重点科技项目，获北京市科技进步奖3项，发表SCI收录论文100余篇，国家发明授权10余项。
目前在研国家自然科学基金、北京市科技新星科技等多个项目。
从事该研究方向的导师：严辉、张铭、王如志、王波02纳电子与磁电子学本方向主要研究纳米体系及低维材料的在热、电、磁等外场调制下的结构、电子与电荷的相互关联效应及新型纳电子器件制备技术探索。
主要研究方向有：（1）磁电调控作用下低维体系（量子点、量子线及二维电子气）量子输运问题研究；（2）基于纳米体系的第一原理、分子动力学及蒙特卡罗法的结构设计及性能模拟；（3）纳米场发射显示器件的冷阴极结构设计、制备及相关基础研究；（4）碳系（CNT及graphene）纳电子器件化技术基础研究；基于本研究方向，在国际重要学术刊物Phys. Rev. B, Appl. Phys. Lett.等发表论文多篇，申请国家发明多项，目前在研国家自然科学基金、北京市科技新星科技等多个项目。
从事该研究方向的导师：王如志、张铭、严辉03纳微仿生表面仿照动植物表面的特殊微观结构，利用低温等离子体相关技术制备纳米和微米多尺度的仿生复合结构，研究材料表面微观结构与表面功能特性间的本质联系，开发具有特殊润湿性能以及其它功能特性的表面材料，探索相关表面材料在自清洁、微流芯片以及舰船减阻等领域的实用途径。
掺杂稀土氧化物的钼阴极次级发射性能的研究
掺杂稀土氧化物的钼阴极次级发射性能的研究王金淑;刘娟;周美玲;李洪义;张久兴;左铁镛【期刊名称】《北京工业大学学报》【年(卷),期】2002(028)003【摘要】为研制和开发一种理想的阴极材料,替代现有的应用于磁控管的Ba-W阴极和Th-W阴极,用粉末冶金方法制备了掺杂不同比例的一元、二元稀土氧化物的钼基体阴极材料,测试了各种材料的次级发射系数. 结果表明,掺杂后的阴极材料的次级发射性能大大提高, 掺杂复合稀土氧化物的次级发射体的发射性能优于掺杂单元稀土氧化物的次级发射体的发射性能. 同时,应用扫描电镜(SEM)和俄歇电子能谱仪(AES)研究了稀土元素在钼烧结体断口和表面的分布. 分析结果表明,稀土元素易于在晶界处偏聚,且稀土元素在试样表面的质量分数明显高于其在基体内部的质量分数.【总页数】4页(P374-377)【作者】王金淑;刘娟;周美玲;李洪义;张久兴;左铁镛【作者单位】北京工业大学,材料学院新型功能材料教育部重点实验室,北京,100022;北京工业大学,材料学院新型功能材料教育部重点实验室,北京,100022;北京工业大学,材料学院新型功能材料教育部重点实验室,北京,100022;北京工业大学,材料学院新型功能材料教育部重点实验室,北京,100022;北京工业大学,材料学院新型功能材料教育部重点实验室,北京,100022;北京工业大学,材料学院新型功能材料教育部重点实验室,北京,100022【正文语种】中文【中图分类】TG146.4【相关文献】1.稀土钼SPS烧结体阴极的次级发射性能和微观结构研究 [J], 李洪义;王金淑;周美玲;杨飒;陶斯武;崔颖2.复合稀土氧化物-钼-铼金属陶瓷阴极的次级发射性能 [J], 杨飒;周美玲;王金淑;李洪义;张久兴3.磁控管用稀土氧化物-钼次级发射体的综合性能 [J], 杨飒;周美玲;王金淑;李洪义;刘伟;张久兴4.影响稀土氧化物-钼阴极次级发射性能的因素 [J], 王金淑;李洪义;周美玲;杨飒;陶斯武;张久兴5.放电等离子体烧结复合稀土钼阴极的次级发射性能及组织的研究 [J], 杨飒;周美玲;王金淑;李洪义;左铁镛因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
【CN109807326A】一种微波烧结制备压制型钡钨阴极的方法【专利】
(74)专利代理机构 北京思海天达知识产权代理 有限公司 11203
代理人 张立改
(51)Int .Cl . B22F 3/10(2006 .01) B22F 5/00(2006 .01) C22C 1/04(2006 .01) C22C 24/00(2006 .01)
( 54 )发明 名称 一种微波烧结制备压制型钡钨阴极的方法
2 .按照权利要求1所述的一种微波烧结制备压制型钡钨阴极的方法，其特征在于，分析 纯的硝酸钡、硝酸钙、硝酸铝，按照c(BaO) ：c(CaO) ：c(Al2O3) 摩尔比为4:1:1的比 例分别溶于 去离子水中；然后相互混合、搅拌，直至溶液呈透明状。
3 .按照权利要求1所述的一种微波烧结制备压制型钡钨阴极的方法，其特征在于，偏钨 酸铵溶于去离子水中 ，充分搅拌至沉淀完全消失 ；然后将搅拌后所得的 硝酸钡、硝酸钙、硝 酸铝混合水溶液缓慢倒入到偏钨酸铵溶液中再次进行充分搅拌 ，直至溶液成透明状 ，其中
北工大研制的稀土钼热阴极材料获国际发明金奖
北工大研制的稀土钼热阴极材料获国际发明金奖
李峰
【期刊名称】《功能材料信息》
【年(卷),期】2005(2)1
【摘要】据报导，在不久前结束的第五届中国国际发明展览会上，北京工业大学研制的新型稀土钼热阴极材料喜获金奖。
此次展览会，来自世界10多个国家，及国内30多个省市的40多个展团带来了世界先进的发明创造，其中既有推动产业前进的高新技术成果，也有方便百姓生活的科技项目。
【总页数】1页(P72)
【作者】李峰
【作者单位】无
【正文语种】中文
【中图分类】TM2
【相关文献】
1.稀土镧钼热阴极材料表面镧元素的蒸发 [J], 周文元;张久兴;刘燕琴;万小峰;周美玲;左铁镛
2.稀土镧钼热阴极材料稳定发射机理--碳化及发射寿命 [J], 周文元;张久兴;刘燕琴;万小峰;周美玲;左铁镛
3.我海军“脑立神的研制及其临床应用”——一种治疗神经系统外伤及血管病的药物获1997年美国爱因斯坦国际发明博览会金奖 [J],
4.新型稀土钼热阴极材料获中国国际发明金奖 [J],
5.大西洋公司专用焊接材料制备技术获国际发明展览会金奖 [J],
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液态阴极熔盐电解法制备锌-稀土中间合金的研究
液态阴极熔盐电解法制备锌-稀土中间合金的
研究
液态阴极熔盐电解法是一种常用的制备锌-稀土中间合金的方法。
本文将从原理、研究进展以及存在的问题等方面进行探讨。
首先，液态阴极熔盐电解法制备锌-稀土中间合金的原理是利用电解过程中的离子迁移和电化学反应，使得稀土元素与锌结合在一起形成中间合金。
常用的熔盐体系包括氯化钠-氯化钙-氯化锂（NaCl-CaCl2-LiCl）等。
近年来，液态阴极熔盐电解法制备锌-稀土中间合金的研究逐渐增多。
研究表明，通过调控电流密度、电解温度、熔盐成分等参数，可以实现定向合成锌-稀土中间合金。
同时，研究人员还发现，在合金化过程中可以引入一定比例的助剂贵金属、碱金属等，以提高合金的性能。
在研究中发现，液态阴极熔盐电解法制备锌-稀土中间合金存在一些问题。
首先，合金化过程中需要高温高压条件，对设备要求较高。
其次，熔盐体系复杂，易受到氧化还原反应的影响，导致稀土元素的损失。
此外，合金中稀土元素的分布均匀性也是一个难题，需要进一步研究。
针对上述问题，研究人员正在不断寻求解决方案。
一方面，对熔盐体系进行优化，尽量降低氧化还原反应的影响。
另一方面，研究人员还在尝试利用其他方法，如电化学反应、溶剂萃取等，来制备锌-稀土中间合金。
总结起来，液态阴极熔盐电解法是一种制备锌-稀土中间合金的有效方法。
然而，研究中还存在一些问题需要解决。
通过改进熔盐体系与优化制备工艺，相信液态阴极熔盐电解法在锌-稀土中间合金的制备中会有更为广阔的应用前景。
熔盐电解稀土用钨电极的制备工艺研究
第38卷第3期2010年9月稀有金属与硬质合金Rare Metals and Cemented CarbidesVol.38 №.3Sept. 2010・工艺与技术・熔盐电解稀土用钨电极的制备工艺研究贾根贵1,李昌林2,孙东亚3,张太康2,吕 莹2(1.中国兵器工业第五二研究所,内蒙古包头014034;2.中南大学冶金科学与工程学院,湖南长沙410083;3.佳科太阳能硅有限公司,福建厦门361000) 摘 要:采用适当的含镍化合物及相应的加入方式制备镍包钨粉,微量镍可在钨颗粒表面均匀包覆;镍包覆钨粉经活化烧结生产的致密钨棒用于稀土电解的阴极,较传统的钼阴极具有更强的抗腐蚀性。
用质量分数为0.4%的微量镍包覆钨粉,可实现在低于1500℃温度下烧结出相对密度大于90%的致密钨材。
该钨电极制备工艺具有流程短、生产成本低、质量稳定等特点。
关键词:钨电极;镍包覆;活化烧结 中图分类号:T G146.411 文献标识码:A 文章编号:100420536(2010)0320043203Preparation of Tungsten Elect rode U sed in Rare Eart h Fused Salt Elect rolysis J IA Gen2gui1,L I Chang2lin2,SUN Dong2ya3,ZHAN G Tai2kang2,L U Y ing2(1.The52t h Research Instit ute of China Weapon Indust ry,Baotou014034,Chian;2.School of Metallurgical Science and Engineering,Cent ral Sout h U niversity,Changsha410083,China;3.Jiake Solar Energy Silicon Co.,Lt d,Xiamen361000,China)Abstract:Tungsten powders coated by nickel were prepared wit h proper nickel compound as t he raw mate2 rial and corresponding addition met hod.Trace nickel can be coated evenly on t he surface of t ungsten pow2 ders.The above t ungsten powders were used to produce compact t ungsten rods by activated sintering.The t ungsten rods were applied in rare eart h elect rolysis as t he cat hode of better corrosion resistance t han t radi2 tional molybdenum cat hode.The compact t ungsten elect rode of a relative density over90%can be pre2 pared by activated sintering at a temperat ure below1500℃and using t he t ungsten powders coated wit h 0.4%nickel.The above t ungsten electrode preparation process has t he advantages of short flow,low p ro2 duction co st,and stable product quality.K eyw ord:t ungsten elect rode;nickel coating;activated sintering1 前 言熔盐电解法生产稀土金属,需采用难熔和抗腐蚀金属阴极,一般采用钨和钼作此阴极。
钪系阴极基体的研究
钪系阴极基体的研究
王金淑;陶斯武;王亦曼;李洪义;张久兴;周美玲
【期刊名称】《稀有金属材料与工程》
【年(卷),期】2004(33)3
【摘要】采用氧化钪与钨机械混合、氧化钨与钪盐水溶液固液掺杂法制备了氧化钪-钨基体,采用扫描电镜及原位俄歇电子能谱方法研究了基体中钪的分布及阴极基体的抗离子轰击性能。
结果表明,采用液固法制备的烧结体,氧化钪分布均匀,这样的结构有利于钪的扩散和补充,原位俄歇轰击实验结果表明,阴极基体具有良好的耐高温和耐离子轰击性。
【总页数】5页(P324-328)
【关键词】钪系阴极基体;表面行为;氧化钪;显微结构;抗离子轰击性能;电子发射体;真空电子器件
【作者】王金淑;陶斯武;王亦曼;李洪义;张久兴;周美玲
【作者单位】北京工业大学
【正文语种】中文
【中图分类】TN103
【相关文献】
1.钪钨基体钡钨热阴极发射性能研究 [J], 曹贵川;林祖伦;祁康成;王小菊
2.对钪系阴极实际功函数分布偏移现象的探讨 [J], 朱木易;高玉娟;邵文生;于志强;李季
3.新型薄膜钪系阴极性能研究 [J], 王舒墨;李季;王辉
4.钡钨阴极与钪系阴极的表面研究 [J], 王亦曼;黄林
5.激光蒸发薄膜钪系阴极的研究 [J], 王亦曼;潘同武
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ode, REO -Mocermetcathodeandscandiadopedtungstenmatrixdispensercathode, wereintroduced.Thechemical 23
Keywords:rareearth;refractorymetal;molybdenum;tungsten;cathode
前 言
随着广播 、 通讯 、 空间技术和军事技术领域的迅速 发展 , 微波真空电子器件成为世界各国研究的重点 。阴 极作为微波器件的心脏 , 其性能对器件的使用有着重要 的影响 。 稀土掺杂钼 、 钨阴极材料 , 根据稀土掺杂量及 作用机制的不同 , 可应用于不同的电子发射领域 。低稀
表 1 碳化 La2O3-Mo材料表面不同温度下 La3d的 XPS谱峰数据 Table1 XPSspectrum dataofLa3datthesurfaceof
carbonizedLaO -Mo
23
t/℃
RT 850 1 130 1 250
La3d5 /2 /eV 835.06 834.76 8 34.76 835.96 Mainpeak
23
ondaryemissionyieldcouldgetto5.24.MagnetronequippedwithRE2 O3 -MocermetcathodeexhibitsoutputpowerhigherthanthatequippedwithBa-W cathode, indicatingaprospectiveapplicationoftheformerone.Sc2O3 -W matrixdispensercathodeexhibitsexcellentemissionproperty.Theemissioncurrentdensitycouldreach42A/cm2 at850 ℃.Itis foundthatauniformmultilayercomposedofBa, Sc, andOactivatedonthecathodesurfaceleadstoitsconspicuousemissionperformance.
2
中国材料进展
第 28卷
目前已成功应用于军用磁控管 。 另外 , 作为发射能力最 大的钪系扩散型热阴极 , 自从出现即引起了世界阴极研 究者的广泛关注 [ 9 -10] 。然 而 , 含钪扩 散型阴极 目前也 存在一些共性问题 :①添加的稀土元素 Sc及其氧化物 分布不够均匀 , 使阴极发射均匀性差 ;② 稀土元素 Sc 及其氧化物的扩散性能差 , 无法有效补充阴极表面由于 高温蒸发或承受离子轰击而 损失的 Sc, 影响 阴极使用 寿命 ;③ 稀土元素 Sc添加后使发射性能改善的机理还 待深入研究 。 目前 , 人们已经对含钪扩散型阴极作了大 量研究 , 也研制了多种含钪扩散型阴极的变体 , 但以上 这些问题都没能得到很好解决 , 从而影响了这类阴极的 实际应用 。北京工业大学近年来研制的以亚微米粒度氧 化钪掺杂钨粉为基础的高电流密度含钪扩散阴极显示了 优异的发射性能 。 本文将对三种阴极材料的研究进展进 行介绍 。
AdvanceinRareEarthDopedRefractoryMetal CathodeMaterials
WANGJinshu, ZHOUMeiling, ZUOTieyong
(SchoolofMaterialsScienceandEngineering, BeijingPolytechnicUniversity, Beijing100124, China)
收稿 日期 : 2009 -02 -20 基金 项目 :国 家 863 项 目 (200 6AA03Z524, 2008AA031001)、 国
家自然科 学基金 (5 0801001)资助 通信 作者 :王金淑 , 女 , 19 68年生 , 博士 , 教授 , 博士生导师
土含量 (4%)的稀土钼材作为一种新型电子管用热电子 发射材料 , 有望替代有放射性污染的 Th-W材料 [ 1] , 但 该种阴极的发 射稳定性 差[ 2] , 不能 满足应 用要求 。 90 年代初期开始了 La2 O3 -Mo(简称 La-Mo)热阴极材料的研 制工作 [ 3] , 对该种阴极热电子发射性能及发射机理进行 了较为系统的研究 [ 4 -5] , 现在已在工业真空管内实际使 用[ 6] 。 从 2000年开始又进一步对高稀土含量 (>20%) 的稀土钼材料的单元和多元稀土 -钼的次级发射特性进 行了研究 , 发现其中某些材料具有优良的次级发射性能 和稳定性 [ 7 -8] 。 与目前磁控管中应用的钡钨阴极和氧化 物阴极相比 , 该阴极具有制作工艺简单 , 对环境条件的 要求不苛刻等优点 , 显示了其在磁控管中应用的潜力 ,
图 1 钍 钨 /镧钼阴极 FU6051管脉 冲放射电流比 较 Fig.1 ComparisonofpulsecurrentforFU6051 tubeequipped
withT生了变化 。 SchlapbachL的研 究结果表明[ 11] , 纯镧的 La3d5 /2 的结合能为 835.8 eV, 表明此时体系中的 La2 O3 已转变成单质 La。
. 稀土钼金属陶瓷的次级发射性能 与上述镧钼阴极热发射 (阴极直接加热 , 内部电子
第
28卷 第 3期 2009年 3月
中 国材料 进展
MATERIALSCHINA
Vol.28 No.3 Mar.2009
稀土难熔金属阴极材料的研究进展
王金淑 , 周美玲 , 左铁镛
(北京工 业大学材 料学院 , 北 京 100124)
摘 要 :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 La2 O3 (4%, 质 量 分 数 )-Mo阴极 表 面 La的 价 态 , 确 定 了适 合 La2 O3 -Mo阴极的碳化 、 激活等关键 工艺制度 , 使实 用型 La2 O3 -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 。 关键 词 :稀 土 ;难熔金属 ;钼 ;钨 ;阴极 中图 法分类号 : TG146.4+5; TG146.4 +1 文献标识 码 :A 文章编号 : 1674 -3962(2009)03 -0001 -05
stateoflanthanum onthesurfaceofLa2 O3 (4% , massfraction)-Mocathodewasstudiedbyin-situXPSunderhigh temperatures.Theoptimum technologicalparametersforcarbonizationprocess, whichisakeyprocedureforpreparationof La2 O3 -Mocathodes, weredeterminedbasedontheexperimentalresults.Byapplyingthenewtechnologicalparameters, thelifetimeofthecathodewasimproved, exceedingthatrequiredforpracticaluse.Inordertomeettherequirementof highoutputpowermagnetrons, novelREO -Mocermetcathodesweredeveloped.Afteractivation, themaximum sec-
由表 1 可 以看 出 , 从室 温到 850 ℃, La3d5 /2 和 La3d3 /2的结合能分别降低了 0.4 eV和 0.6 eV。 这可 能是由于表面吸附的其它 La化 合物的脱附 过程 (例如 La的氢氧化物的的脱水 过程 )造成的 。 850 ～ 1 130 ℃, La3d峰位未发生变化 。 随着温度 的进一步升 高 , 当温 度达到 1 250 ℃时 , La3d5 /2 和 La3d3 /2的峰位发生了 明显的变化 , 分别增加了 1.2 eV和 0.9 eV, 如此大的峰
838.98 838.67 8 38.67 839.58 Satellitepeak
La3d3 /2 /eV 851.93 851.33 8 51.33 852.23 Mainpeak
855.54 855.54 8 55.54 856.14 Satellitepeak
上述结果表明 , 碳化 La-Mo阴极表面的 La2 O3 在真 空中进行热处理后可以还原成金属镧 。 由于氧化镧具有 非常好的热稳定性 , 金属镧不能够由氧化镧的热分解来 产生 。 需要 还 原剂 Mo2 C的 存 在下 获 得 活性 物 质 镧 。 Mo2 C是阴极碳化过程中的产物 , 因此碳化是阴极处 理 的一个重要环节 。表 1的 结果表明 , La2 O3 与 Mo2 C在 1 250 ℃下可发生化学反应 , 因此单质镧在碳化 、 激活 及 阴 极 工 作 过 程 中 即 可 形 成 。 由 于 La的 熔 点 低 (920 ℃), 蒸气压较大 。为减小阴极表面 La的蒸发量 , 与 Th-W阴极相比 , 应降低该阴极的碳化 、 激活及工作 温度 。经过反复实验 , 确定了处理温度的最佳范围 , 目 前 La-MoFU6051电子 管稳定 发射的时 间已达 3 000 h, 超过了实际应用 (1 000 h)的要求 。