纳米碳酸盐制备阴极的蒸发特性研究

采用飞行时间质谱法和石英晶体振荡动态测试法,分析纳米碳酸盐制备储存式氧化物阴极在分解、激活过程中及不同工作温度下的蒸发特性.结果表明:纳米碳酸盐氧化物阴极纯净无杂质,能够在常规工艺过程中充分分解和激活,比普通碳酸盐氧化物阴极的活性物质更多,蒸发率更小. 关键词： 飞行时间质谱法 晶体振荡法 纳米碳酸盐 氧化物阴极     

颗粒状纳米碳酸钡锶钙的研制

介绍一种气-液相合成技术合成氧化物阴极用三元碳酸盐,研究沉淀温度、浓度及搅拌速率对合成碳酸钡锶钙结晶形貌的影响,分析其结晶过程.通过优化合成溶液温度及合成浓度,控制碳酸盐的成核和生长速率,合成了一种颗粒状纳米三元碳酸盐,并进行直流发射测试.实验表明,这种纳米碳酸盐能明显提高氧化物阴极的发射性能.     

亚微米电子发射材料的合成及发射性能

介绍一种气-液相合成技术合成多元碳酸盐及其制备阴极的发射性能.实验表明：采用该方法合成碳酸盐结晶小,形貌呈细丝状,丝径小于1μm,这种亚微米丝状碳酸盐能明显提高氧化物阴极的发射性能.通过对阴极激活后阴极表面的SEM分析,初步讨论了亚微米碳酸盐的发射机理. 关键词： 亚微米碳酸盐 气-液相合成技术 氧化物阴极 发射性能     

新型贮存式氧化物阴极寿命机理的初步探讨

对一种新型贮存式氧化物阴极及一种普通氧化物阴极进行了寿命实验,采用XPS分析技术对这两种阴极寿命中不同涂层深度的Ba浓度进行对比分析,结合新型贮存式阴极结构及贮存发射材料的性质对这种阴极的寿命机理进行了探讨.结果表明,新型贮存式氧化物阴极的寿命是普通氧化物阴极的7倍,同时发现新型贮存式氧化物阴极涂层深处保持稳定Ba浓度是其具有长寿命的关键. 关键词： 氧化物阴极 寿命 盈余Ba 贮存发射材料     

紧凑型节能荧光灯用新型电子粉

介绍一种新型电子粉制备工艺和电子发射性能,及用该电子粉替代三元碳酸盐制成紧凑节能荧光灯后的工作情况。初步测试结果表明该电子粉的电子发射能力和耐离子轰击能力与三元碳酸盐电子粉相当,而分解时放气量少等方面则明显好于三元碳酸盐电子粉,是替代碳酸盐电子粉的较为理想的选择对象。     

Ta／WS／Sn复合涂层等离子喷涂工艺研究

运用等离子喷涂技术制备多层屏蔽复合涂层，根据钽、钨、锡材料的物理特性及工艺特点，分别设计了自动喷涂工艺，既保证了涂层的性能，又提高了喷涂工艺的重复性；在喷涂区域使用氩气保护装置制造局部隋性气氛，简便有效地控制了涂层材料在高温等离子体喷射过程中的氧化：综合使用温度测试、力学拉伸、金相组织及化学成分等分析方法，综合考虑优化喷涂功率、喷涂距离等喷涂参数对基体温度、涂层中氧化物含量、涂层密度的影响，优化喷涂工艺参数，制备出厚度均匀、绢织致密的Ta／W/Sn复合涂层。     

中间层Re的加入对覆膜钡钨阴极性能的改善

研究了一种新型的覆膜钡钨阴极——双层膜(Os-W/Re膜)钡钨阴极.对这种新型阴极的发射性能进行了测试，重点对其老炼前后表面薄膜的微观形貌进行了分析，表明中间层Re膜的加入使覆膜钡钨阴极的性能得到了改善.通过对Os-W双元合金膜钡钨阴极和Os-W/Re双层膜钡钨阴极发射特性的比较，发现Os-W/Re双层膜阴极的直流发射性能好于Os-W合金膜阴极.对两种阴极激活后发射表面的X射线光电子能谱分析表明，Os-W/Re双层膜阴极激活后表面形成的三元合金膜是其发射特性优于Os-W合金膜阴极的主要原因.应用扫描电子显微镜分析比较两种阴极激活老炼后的表面状态，结果表明：Os-W合金膜阴极在老炼一段时间后，其表面薄膜出现开裂，这会导致阴极发射均匀性下降；而Os-W/Re双层膜阴极在同样老炼条件下，发射表面薄膜均匀并保持完整，从而确保覆膜钡钨阴极发射均匀性和工作可靠性. 关键词： 双层膜钡钨阴极 Os-W/Re膜 Os-W膜 薄膜开裂     

用于DC–SC超导光电子枪中的光阴极的研制

DC-SC超导光阴极微波电子枪是一种新型的高平均流强电子源,本文介绍了其中的关键部件—光阴极的研制.在自行研制的光阴极制备室里成功制备了两种光阴极:Cs₂Te和Cs₃Sb光阴极.Cs₂Te光阴极的寿命长,用266nm紫外光激发,量子效率QE>25%,真空中(1×10^－5Pa)寿命50h.Cs₃Sb光阴极是多层膜结构,用532nm激光激发,量子效率2%,真空中(10^－5Pa)寿命只有几个小时.两者都可以满足电子枪的设计要求,但是由于Cs₂Te光阴极更稳定,在目前的DC-SC超导光电子枪调试实验中采用这种光阴极     

混合碳酸盐的改良配制及其热物性分析

不同质量配比的6种为了开发用于太阳能高温热发电的热物性能更好的混合熔盐,本文通过添加Additive对三元碳酸盐进行改良配制,并采用差示扫描量热法和热重法测量了混合熔盐的熔点、初晶点、分解温度和比热容等热物性能。结果表明,添加Additive可使三元碳酸盐的熔点显著降低;优选混合熔盐的熔点和初品点分别降低到322.8℃和359.3℃,其分解温度维持在810℃,基于所测比热容计算的显热其热成本也相对三元碳酸盐有所降低。     

电子冷却装置阴极激活及阴极表面温度计算

 电子冷却在重离子加速器冷却储存环中用于束流冷却和累积。实验发现,电子冷却装置电子枪高压绝缘陶瓷的绝缘电阻值下降影响到电子冷却装置的正常运行。介绍了电子冷却装置的阴极更换、真空烘烤、阴极碱土金属碳酸盐的分解和阴极激活过程;在60 W的加热功率下,得到了10.6 μA／V_１.5的导流系数;用灰体辐射计算的典型工作状态下电子枪氧化物阴极发射面的温度为1108 K,与实际测量的1078 K相近;阴极首次激活不完全是电子枪使用中导流系数的增长原因。     

Preparation and characterization of scandia and Re doped tungsten matrix impregnated cathode

The paper describes the preparation and emission property of scandia and Re doped tungsten matrix impregnated cathode. By an easy and reproducible way, solid-liquid doping combined with two-step reduction, powders of tungsten particles covered with scandium oxide were obtained. Compared with scandia mixed tungsten powders prepared by mechanically mixing, scandia and rhenium doped tungsten powders had smaller particle size, for example, scandia (3 wt%) and Re (5 wt%) doped tungsten powders had the average size of about 50 nm in diameter. Based on this kind of powder, scandia and Re doped tungsten matrix with the sub-micrometer sized tungsten grains and a more uniform distribution of Sc₂O₃ were obtained in this paper. Scandia and Re doped tungsten matrix impregnated cathode had shown excellent emission property and good emission uniformity. The space charge limited current densities of more than 58A/cm² at 900 °C_b could be obtained and the work function of this cathode was as low as 1.18 eV.     

Sc2O3-W matrix impregnated cathode with spherical grains

Sc₂O₃-W matrix cathodes have been prepared by using a liquid-liquid doping method combined with high-temperature sintering. The microstructure and physical behavior of active substances of scandia-doped tungsten matrix and impregnated cathode has been studied by SEM and AES methods. The results show that the matrix has a homogeneous structure composed of W grains with spherical shape and superfine Sc₂O₃ particles dispersed uniformly over and among W grains. After impregnation, this Sc-type impregnated cathode has high emission capability. Space-charge-limited current density could reach 52 A/cm² at 850 °C_b. The high emission results from a Ba-Sc-O active layer with a thickness of about 80 nm, which is formed at the cathode surface during the activation period. Both the decrease of the thickness of active surface layer and the decrease of the content of Sc at the surface could lead to the degradation of current density during operation.     

基于铟锡氧化物/Ti复合电极的高亮度碳纳米管场致发射冷阴极

通过制作亲碳性铟锡氧化物(ITO)/Ti复合电极,改善移植型碳纳米管(CNT)冷阴极的导电电极与CNT膜层之间附着性能,从而消除CNT与电极间的界面势垒和非欧姆接触对CNT阴极场发射均匀性和稳定性的影响.采用磁控溅射技术和丝网印刷工艺制作了ITO/Ti基CNT阴极.用X射线衍射仪和场致发射扫描电子显微镜表征CNT阴极结构,结果显示热处理后的ITO/Ti基CNT阴极中可能有TiC相生成,从而使得导电电极与CNT形成有中间物的强作用体系.该体系降低甚至消除电极与CNT之间的界面势垒,增加了CNT与电极间形成欧姆接触的概率.用四探针技术分析电阻率,结果表明ITO/Ti复合电极具有电阻并联效果,CNT阴极导电性能提高.场致发射特性测试表明ITO/Ti基CNT阴极的场致发射电流达到384μA/cm2,较普通ITO基CNT阴极的场致发射电流有显著提高,能够激发测试阳极发出均匀、稳定的高亮度荧光.制作ITO/Ti复合电极是实现场致发射稳定、均匀的低功耗CNT阴极的有效途径.     

阴极微凸起形状对热不稳定性的影响

为了研究阴极微凸起形状对其热不稳定性的影响,采用数值模拟方法研究了不同外加电场条件下,圆柱、圆台和圆锥形等不同形状微凸起的热不稳定性发展过程。结果显示:对于不同形状的微凸起,当微凸起顶部温度达到阴极材料的熔点时,微凸起内部温度分布差异显著,随着微凸起形状由圆柱-圆台-圆锥形变化,微凸起内部温度接近材料熔点的部位越来越少;外加电场相同时,微凸起形状越接近圆锥形,爆炸电子发射延迟时间越长;在阴极表面电场强度高于11 GV/m时,爆炸电子发射延迟时间随着微凸起顶底半径比值的减小或阴极表面电场强度的下降近似成指数规律增长。     

复合阴极材料发射特性分析

 基于对爆炸发射点火机制的分析,提出了介质增强场致爆炸发射的设想,研制并实验研究了金属-介质复合阴极的电子发射特性;同时,基于对表面闪络爆炸发射机制的分析,研制出了石墨-碳纤维复合阴极并进行了初步实验研究。研究结果表明,金属-介质复合阴极与石墨 碳纤维复合阴极电子发射密度均超过17 kA/cm²,使用寿命预计超过10⁵次。     

热阴极径向温度非均匀性对本征发射度的影响

从热发射理论出发,推导了非均匀发射阴极的均方根本征发射度的一般计算形式。针对一种最常见的温度径向分布近似模型,给出了均方根发射度随温度非均匀性变化趋势的理论数值解。基于有限差分法粒子仿真技术统计了热阴极的本征发射度,仿真结果与理论解一致,验证了非均匀发射热阴极本征均方根发射度一般形式的正确性。结果表明,径向温度非均匀性引起均方根发射度显著变化,非均匀系数为10%时引起均方根发射度下降约15%。本文建立的理论形式和仿真方法可以有效评估束流品质控制目标和工程热设计之间的依赖关系,以指导高效费比的工程设计。