稀土氧化物-鎢熱電子發(fā)射材料性能與機理研究.pdf

1、該論文采用液液摻雜-冷凍干燥-SPS燒結的方法研制了一種新型稀土-鎢熱電子發(fā)射材料并進行了發(fā)射性能測試,通過XRD,SEM,FESEM,TEM等檢測方法,研究了鑭鎢,鈰鎢,釔鎢粉末和燒結體的組織結構.從原子結構角度分析了電子發(fā)射的主要矛盾,討論了熱電子發(fā)射的基本原理,最后針對稀土氧化物-鎢熱電子發(fā)射材料進行了發(fā)射機理的探討.通過對比發(fā)現(xiàn),用這種新工藝制備的鑭鎢,鈰鎢,釔鎢熱電子發(fā)射材料的零場發(fā)射電流密度提高,有效逸出功降低.論文通過FE

2、SEM和TEM觀察表明冷凍干燥法制取的鑭鎢,鈰鎢,釔鎢粉末顆粒大小都在30nm左右,冷凍干燥法制備納米粉末是一種優(yōu)異的工藝.通過顯微組織觀察發(fā)現(xiàn)稀土在粉末和燒結體內的分布均勻性很好.純鎢、稀土氧化物-鎢、稀土氧化物-鉬以及鋇鎢熱電子發(fā)射材料中都有具有高能價電子的元素W,Mo,Y,La,Ce,Ba,這些元素原子的外層高能價電子受到較弱的核的吸引力,最易掙脫原子核的力場而發(fā)射出來,因此高能價電子是提供熱電子發(fā)射的源泉.一種熱電子發(fā)射材料要產

3、生良好的發(fā)射,首先要有高能價電子,其次材料的逸出功要低.稀土金屬超微粒子是熱電子發(fā)射的根源,稀土金屬超微粒子與氧適當配合形成了低逸出功的發(fā)射中心.研究了納米復合稀土氧化物-鎢熱電子發(fā)射材料發(fā)射的穩(wěn)定性,分析認為發(fā)射穩(wěn)定性決定于兩個平衡過程,一是表面活性物質的蒸發(fā)和補充之間的平衡,二是表面電子的發(fā)射和補充之間的平衡.根據(jù)"Patch model"分析了納米復合稀土氧化物-鎢熱電子發(fā)射材料發(fā)射特性,納米復合稀土氧化物-鎢陰極材料r<'2>/