新型镧钪钼阴极研究和应用

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1、摘要摘要本课题组对单元镧钼阴极进行了较为系统的研究，以取代传统Th．w阴极，并制作了发射稳定的工作电压4．5V的碳化镧钼阴极6T51管。为了拓宽系列稀土钼阴极的应用，本论文尝试研究一种新型复合镧钪钼阴极材料。首先探索了镧钪钼阴极材料的制备与加工工艺，采用固液掺杂方式掺杂，经还原后获得设计成分的Mo．La203．Sc203粉末，低温中频烧结后进行塑性加工获得实验所需的Mo．La203一SC203丝材。加工后获得的丝材经1973K退火后，韧性好，满足电子管阴极加工要求。根据前期制作的工作电压4．5V的碳化

2、镧钼阴极6T51管阴极特点，本论文在保证工作温度不变的前提下，设计工作电压为6．3V的电子管镧钪钼阴极丝。利用制备的阴极丝，本实验先后制作了三种不同碳化镧钪铝阴极6T51管，通过对其发射性能测试研究，发现阳极对阴极发射性能有很大影响，所以，本论文优化碳化镧钪铝阴极6T51管的阳极去气工艺。利用优化的工艺规范制作的工作电压6．3V碳化镧钪钼阴极6T5l管，发射性能良好，其电性能参数和寿命都符合实际产品要求，并将其试用于实际产品客户，得到初步实用。为了更加全面了解镧钪钼阴极工作特点，本论文尝试将其应用于T

3、M928管。通过多次实验，本论文探索了合理的TM928管镧钪钼阴极碳化工艺。对制作的TM928管进行性能测试，确定了碳化镧钪钼阴极TM928管的工作电压为4．5V。测试结果还表明碳化镧钪钼阴极TM928管的热电子发射性能达到mw阴极同类型电子管的技术要求。采用扫描电镜对碳化镧钪钼阴极进行显微组织结构和成分分析。碳化良好的镧钪钼阴极碳化层为疏松多孔的M02C块状组织，其中有许多垂直于丝轴方向的晶界与孔洞串，相互贯通直至阴极表面。工作过程中，La203和LaSe03在碳化层中以微米级的颗粒方式富集于晶界、

4、孔洞中。随着发射时间延长，碳化层晶粒长大变粗，晶界和孔洞串减少，晶粒以长方形为主；且随着发射时间延长，活性物质在碳化层和基体中含量都减少，但分布比较均匀。初步探讨了碳化镧钪钼阴极发射行为，分析了其发射良好的原因。碳化镧钪钼阴极发射过程是：活性物质生成一活性物质沿晶界扩散到表面一活性物质表面扩散形成一定的覆盖度一活性物质蒸发。碳化镧钪钼阴极发射电流密度大，逸出功小，发射性能优异。其可能原因是：La与sc固溶，产生的La-Se覆盖在阴极北京工业大学工学硕士学位论文表面，使基底Mo逸出功下降，促使更多电子发

5、射出来；一定量的LaSc03小颗粒同La203常共存在于铝晶粒中，或者是团聚于晶界，这种结构使La203周围缺陷富集，有利于La203的扩散，进而使稀土的蒸发与扩散达到更长时间的平衡。关键词镧钪钼阴极：电子管：碳化；去气老炼；热电子发射-U-ABSTRACTTheMo-La203cathodehasbeensystematicallystudiedtosubstituteforordinaryTh-Wcathode、mtlltheproblemsofradioactivepollutionandele

6、vatedtemperatureinoperation．Theprecursorresultsshowthe6T51-typeelectronictubeequippedwithLa-Mocathodesuffersfromgoodemissionstabilitywhenconditionedbyworkvoltageof4．5V．Thispaperaimstodevelopanewtypecathodeinordertomakeaseriesofrare—earthMolybdenumcathod

7、eappliedintubes．ThepreparationsofLa—Sc-Mocathodematerialarestudiedatfirst．TheMopowderdoped、航thLa203andSC203Waspressedinasteeldieandsinteredbymiddle—frequencysinteringtechnology．Thesinteredbarswereswagedanddrawntowireswhosediametersmeettherequirementsofc

8、athodewiresforelectronictubes．Thedrawnwiresoccurfromexcellentmechanicalproperties．AccordingtothesizeandshapeofLa-Mocathodeinthe6T51tubeconditionedbyworkvoltageof4．5v，thecathodewiresfortubesconditionedbyworkvoltageof6．3Visdesigned