钡-钨阴极的组织特性与热电子发射性能

利用正交试验探讨了放电等离子技术工艺参数（温度、压力、保温时间）对钡-钨（Ba-W）阴极中的W的孔隙度的影响规律,获得了孔隙率在23%～30%内变化时所需要的最佳工艺参数。在此基础上,制备出了具有不同孔隙度的球形W基体和普通不规则的W基体。研究表明:球形多孔W颗粒间堆积、排列有序,无闭孔,孔径分布集中而均匀,在26.3%的孔隙度下中值孔径为1.41 μm;机械性能方面,球形钨粉基体维氏硬度低于传统普通不规则钨多孔体。在脉宽10 μs、频率1000 Hz的条件下,阴极脉冲发射电流密度随着孔隙度的增大,先增大后减小。当基体孔隙度为26.3%时,阴极电流发射密度最大,在1050 ℃,偏离点发射电流密度可达24.62 A/cm2,零场发射电流密度为7.62 A/cm2,功函数为1.95 eV。     

丝网印刷制备碳纳米管阴极的强流脉冲发射特性研究

采用丝网印刷法制备了一种大面积的碳纳米管阴极,表征了阴极表面碳纳米管的形貌及分布.研究了该阴极在不同脉冲条件下的高压脉冲发射特性,分析了发射时阴极面等离子体产生和发射点的分布.研究表明：碳纳米管阴极的脉冲发射机制为爆炸电子发射,在平均场强为16.7V/μm的单脉冲电场下,阴极的最高发射电流密度为99 A/cm².在平均场强为15.4 V/μm的双脉冲电场下,阴极的最高发射电流密度为267 A/cm².碳纳米管阴极可以作为强流电子束源在高能微波器件中得到应用. 关键词： 强流脉冲电子束 碳纳米管 阴极 丝网印刷     

碳纳米管阴极的强流脉冲发射性能研究

采用丝网印刷和涂敷方法制备了两种碳纳米管阴极，并研究了两种阴极的强流脉冲发射特性，表征了阴极表面碳纳米管的形貌及分布.研究结果表明在脉冲宽度为100 ns、电压为1.64×10⁶ V的脉冲电场下，涂敷法制备阴极的场发射电流最高达5.11 kA，最高发射电流密度达260 A/cm².丝网印刷法制备阴极的场发射稳定性优于涂敷法制备阴极，但其发射电流低.阴极表面发射体的形貌与分布影响了阴极的脉冲发射性能.碳纳米管阴极的脉冲发射机理为爆炸电子发射.碳纳米管阴极可以作为强 关键词： 碳纳米管 阴极 脉冲发射 强电流     

反铁电陶瓷的强电子发射特性研究

采用掺镧锆锡钛酸铅反铁电陶瓷作为阴极材料,研究了脉冲电压激励下陶瓷的电子发射特性.当激励电压为800V、抽取电压为0V时,得到1.27A/cm²的发射电流密度;当抽取电压增加到4kV时,获得1700A/cm²的发射电流密度.分析了发射电流随抽取电压的变化关系,讨论了反铁电陶瓷强电子发射的内在机理.结果表明：掺镧锆锡钛酸铅反铁电陶瓷能够在较低的激励电压(400V)下实现电子发射,发射电流远大于按照Child-Langmuir定律计算出的电流,三接点附近局域反铁电—铁电相变产生初始电子发射,初始电子电离中性粒子形成等离子体,增强了电子发射. 关键词： 铁电阴极 反铁电体 电子发射     

碳纳米管阴极的短脉冲爆炸场发射与等离子体膨胀

采用碳纳米管制备了一种强流电子束发射阴极,并对碳纳米管阴极在双脉冲条件下的强流发射性能进行了研究.在双脉冲条件下获得了245 A/cm²的强发射电流密度,阴极的开启时间约为40 ns.采用高速分幅相机和CCD相机对强流电子束在空间和时间的分布进行了研究.研究表明连续脉冲实验时,离子体及其膨胀对发射电子束的强度和分布影响很大,双脉冲时脉冲间隔时间内等离子体的膨胀速率约为8.17 cm/μs.等离子体形成时没有优先位置,电子束发射的局部增强位置是随机的.结果表明碳纳米管阴极可以作为强流阴 关键词： 碳纳米管 爆炸场发射 等离子体膨胀 强流电子束     

悬浮区域熔炼法制备LaB6单晶体与发射性能研究

采用区域熔炼法成功制备出了高质量,高纯度,大尺寸的LaB₆单晶体. 系统分析了制备过程中每个参数对LaB₆单晶生长的影响,确定了晶体生长最佳工艺为:样品转速为30 r/min,生长速度为8-10 mm/h. 分析了单晶LaB₆ (100) 晶面的热电子发射性能,结果表明,当阴极温度为1873 K时,最大热发射电流密度为44.36 A/cm²;利用 Richardson 直线法求出了绝对零度逸出功和有效逸出功分别为1.99和2.59 eV. 场发射测试结果表明,单晶LaB₆场发射单尖最大场发射电流密度达到4.9×10⁶ A/cm²,场发射因子为41500 cm^-1,表现出良好的场发射性能. 因此单晶LaB₆作为热阴极和冷阴极都具有很广阔的应用前景. 关键词： 区域熔炼法 6')" href="#">单晶LaB₆ 热发射性能 场发射性能     

强流碳纳米管阴极快脉冲重频发射特性

在Cu基底上, 采用催化热解生长法制备了石墨化程度较高的碳纳米管阴极. 当电子束能量达到1 MeV、梯度约为60 kV/ns时, 发射束流强度达到15 kA, 相应密度约为1 kA/cm², 束压、束流响应快, 波形间几无延时. 以50 Hz重复频率、约15 GW束功率强流发射时, 波形稳定, 随着频率增高, 稳定性降低. 发射炮次达1000后, 表面形貌保持完整、界面无脱附; 束压与束流基本满足空间电荷限制定律, 发射机理属闪络型等离子体发射, 等离子体速度约为3.9 cm/μs.     

射频感应等离子体制备球形钨粉的工艺研究

 采用射频感应等离子体球化颗粒形状不规则的钨粉（平均粒度尺寸5～12 μm）,研究了加料速率、物料分散方式、钨粉颗粒大小等因素对球化率的影响。当加料速率大于95 g/min时,粉体的球化率随着加料速率的增大急剧减小,加料速率增大到135.75 g/min时,样品钨粉球化率仅为30%。当携带气量为0.12 m3/h 时,分散效果较佳,其球形度相应也较好,球化率几乎达到100%;随着钨粉球化率提高,其松装密度有所增大。通过对不同粒度分布的原粉进行球化处理,得出结论：钨粉原粉粒度分布均匀,则相应制备出的球形钨粉的粒度分布也比较均匀。     

白碳纳米晶薄膜及其场致电子发射特性

利用微波等离子体化学气相沉积方法,以甲烷、氢混合气体为反应气体,具有钛镀层的玻璃作为衬底,制备了具有sp¹杂化结构的白碳纳米晶薄膜。利用X射线衍射、俄歇电子能谱,以及扫描电子显微镜对薄膜结构进行了表征。以白碳纳米晶薄膜为阴极,以镀有ITO透明导电薄膜玻璃为阳极,采用二极管结构,测试了白碳纳米晶薄膜的场致电子发射特性。开启电场为2.5 V/μm,在电场为5 V/μm时的电流密度为200μA/cm²。对白碳纳米晶薄膜生长机理,以及其场致电子发射机制进行了讨论。     

碳纳米管阴极强流脉冲发射特性实验

 在2 MeV直线感应加速器注入器平台上研究了采用浸渍涂覆方法制备的大面积碳纳米管阴极发射体的强流发射特性。研究结果表明：在脉冲高压电场下,碳纳米管阴极具有强流电子束发射能力,发射电流密度较大;碳纳米管阴极发射电子过程为场致等离子体发射。实验过程中,阴极端取样电阻环收集到的最大发射电流达350 A,阳极端法拉第筒收集的发射电流为167 A,最大阴极发射电流密度为19.4 A/cm²。     

The tungsten powder study of the dispenser cathode

The intercorrelation of tungsten powder properties, such as grain size, distribution and morphology, and porous matrix parameters with electron emission capability and longevity of Ba dispenser cathodes has been investigated for the different grain morphologies. It is shown that a fully cleaning step of the tungsten powder is so necessary that the tungsten powder will be reduction of oxide in hydrogen atmosphere above 700 °C. The porosity of the tungsten matrix distributes more even and the closed pore is fewer, the average granule size of the tungsten powder distributes more convergent. The porosity of the tungsten matrix and the evaporation of the activator are bigger and the pulse of the cathode is smaller when the granularity is bigger by the analysis of the electronic microscope and diode experiment.     

一种新型红色荧光粉CaAl12O19： Eu,Mn的制备及发光性能

固相法制备了碱土金属铝酸盐荧光粉CaAl₁₂O₁₉ : Eu,Mn,测试了样品的XRD及激发与发射光谱,对样品的结构及其发光性能进行了分析,并且考察了灼烧温度及Eu³⁺的浓度对样品发光性能的影响,对Eu³⁺的作用机理进行了探讨。 该荧光粉能被波长短于550 nm的蓝绿光以及紫外和近紫外光激发,其发射光谱峰值在590,615,645,657 nm,其中前两个为Eu³⁺的特征发射,后两个为Mn⁴⁺的²E-⁴ A₂跃迁发射。该荧光粉的最佳烧结温度与时间分别为1 550 ℃和4 h,Eu³⁺的最佳掺杂摩尔分数为0.11%左右。     

Characterization of scandia doped pressed cathode fabricated by spray drying method

Scandia doped pressed cathode was prepared by a new method of spray drying combined with two-step hydrogen reduction process. The Sc₂O₃ and barium-calcium aluminate co-doped powders have sub-micrometer size in the range of 0.1-1 μm and scandium oxide and barium-calcium aluminate are distributed evenly in the powders. The cathodes sintered by powder metallurgy at 1600 °C_b have a smooth surface and sub-micrometer grain structure with homogeneous distribution of scandium, barium, calcium and aluminum which are dispersed over and among the tungsten grains. This cathode has good emission, e.g., the current density of this cathode reaches 31.50 A/cm² at 850 °C_b. After proper activation, the cathode surface is covered by a Ba-Sc-O active substances layer with a preferable atomic ratio, leading to its good emission property. The evaporation activation energy of SDP cathode with 4.58 eV is the highest among the Ba-W, M-type and SDP cathodes, and the average evaporation velocity v_t of SDP cathode with 1.28 × 10⁻⁸ g cm⁻² s⁻¹ at 1150 °C_b is the lowest one.     

深紫外激光光发射与热发射电子显微镜在热扩散阴极研究中的应用

对热扩散阴极表面微区发射状态进行原位观察和分析一直是热阴极研究的重要课题.本文着重介绍深紫外激光光发射电子/热发射电子显微镜的基本原理及其在热扩散阴极研究中的典型实例.系统配备了高温激活所用的加热装置,样品可被加热至1400℃.系统具有光发射电子、阴极热发射电子、光发射电子和阴极热发射电子联合三种电子成像模式.应用表明,对于热扩散阴极而言,深紫外激光光发射电子像适于呈现阴极表面的微观结构形貌;热发射电子像适于反映阴极表面的本征热电子发射及均匀性;光电子和热电子联合成像适于对阴极表面的有效发射点做出精确定位.     

A study of Eu2O3, Sc2O3 co-doped tungsten matrix impregnated cathode

Eu₂O₃ and Sc₂O₃ co-doped W matrix impregnated cathodes have been prepared by the powder metallurgy method. The constitution of active elements on activated cathode surface is analyzed by in-situ Auger electron spectroscopy. It is found that although Eu exists in the matrix, no Eu is found on the cathode surface due to the formation of a stable Eu containing compound. Sc, Ba and O diffuse to the surface of the cathode and form an active surface layer during the activation period whereas the stable Eu-compound cannot liberate free Eu, which can diffuse from the cathode to the surface. The active substance of Sc, Ba and O on the cathode surface contribute to the emission property.     

助熔剂对绿色荧光粉Ba2 SiO4∶Eu2+ 颗粒形貌及发光性能的影响

采用高温固相法在弱还原气氛下合成了Ba₂SiO₄∶Eu²⁺绿色荧光粉,利用X射线衍射、扫描电子显微镜和荧光分光光度计考察了不同助熔剂对Ba₂SiO₄∶Eu²⁺荧光粉的结晶度、物相纯度、颗粒形貌和发光强度的影响,并详细讨论了不同助熔剂在荧光粉制备过程中的作用机理。结果表明:不加助熔剂时样品存在BaSi₂和SiO₂杂相;利用NH₄F、Na₂CO₃或H₃BO₃作为助熔剂时会抑制BaSi₂杂相的形成,而BaF₂作助熔剂可以得到纯的斜方晶系。与未加助熔剂合成的荧光粉相比,添加质量分数为2% 的BaF₂、NH₄F或Na₂CO₃后合成样品的发光强度分别提高了138%,81%和34%;而质量分数为2%的H₃BO₃作助熔剂时,荧光粉的发光强度反而降低了14%。BaF₂作助熔剂合成的荧光粉颗粒形貌接近球形,以NH₄F、Na₂CO₃或H₃BO₃作助熔剂合成的荧光粉颗粒形貌分别为不规则片状、纺锤体形和不规则多边形大颗粒。     

Diffusion and desorption of barium and oxygen on tungsten dispenser cathode surfaces

Auger measurements have been made on the concentration of barium and oxygen diffusing out of a pore and slot onto the surface of a simulated tungsten dispenser cathode. Profiles of concentration vs distance from the source were obtained at different temperatures. It is found that at cathode operating temperatures very little gradient of oxygen concentration exists on the surface, and under steady state conditions Ba is the main diffusing species. Ba diffusion distances derived are consistent with previous measurements. However it is found that this distance increases with concentration in spite of the fact that the Ba surface lifetime decreases with concentration. Time dependent measurements made on a clean surface show that the rate of Ba and O build up is limited by the supply rate of oxygen to the surface. This supply rate is not diffusion limited but seems to be limited by the mechanism generating free oxygen. A comparison of emission microscope measurements on a tungsten matrix dispenser cathode with the simulated cathode data indicates that similar oxygen generation processes may be controlling the activation of these cathodes.     

燃烧法合成掺锰高铝酸钙红色荧光粉的研究

以脲素为燃烧剂,采用燃烧法在较低引发温度下快速合成了CaAl₁₂O₁₉∶xMn4+发光粉体。采用正交分析法考查了煅烧温度、Mn4+掺杂量、燃烧剂用量和煅烧时间等合成条件对荧光粉发光强度的影响。实验结果表明：煅烧温度1 200 ℃,Mn4+掺杂量2%,燃烧剂/CaAl₁₂O₁₉摩尔比为50∶1, 煅烧时间5 h为最佳合成工艺,制得的荧光粉的发射强度为95.8。该荧光粉由于Mn4+的2E—4A₂跃迁,在643和656 nm呈现强红色发光,其中656 nm为最大发射峰;在470 nm处的最大激发峰是属于Mn4+配位场的4A₂—4T₂跃迁,470 nm激发峰可以与LED芯片的465 nm发射相匹配。     

CaAl_2Si_2O_8∶Eu,Ce,Tb单基三元掺杂荧光材料的制备及其光谱学特征研究

采用高温固相法制备了CaAl_2Si_2O_8∶Eu,Ce,Tb单基三元掺杂的荧光材料。使用X射线衍射仪(XRD)、拉曼光谱仪(Raman)和荧光分光光度计(PL)等测试手段对该荧光材料进行表征。采用XRD表征了样品的物相组成,测试结果表明稀土离子Eu~(2+)置换Ca~(2+)并没有引起CaAl_2Si_2O_8基质晶格结构的变化。拉曼光谱分析证实了样品中硅氧四面体和铝氧四面体的存在,表明了Eu~(2+)替代Ca~(2+)的数量与晶体形态畸变程度有关,Eu~(2+)进入基质晶格的数量影响着硅(铝)氧四面体的数量。PL测试结果表明样品在325nm光激发下,其发射峰主要表现为426nm(蓝光区)的强宽带发射峰和541nm(绿光区)的弱发射峰,其中426nm处的宽带发射峰可通过高斯拟合成三个位于393,419和474nm的拟合峰;对比分析荧光性能以及同等合成条件下样品荧光强度的不同,确定了该荧光材料在三掺Eu∶Ce∶Tb的摩尔比为1∶1∶1.5时所发射荧光最强。CIE色度图坐标显示三种掺杂比例下制备的荧光材料均发射蓝色荧光,光显色性好,色温低,是一种适合作为紫外-近紫外激发的LED用蓝色荧光材料。