專利名稱：：含鋯鎢基的高電流密度電子發(fā)射體材料及制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種高電流密度電子發(fā)射體材料及制備方法，尤其涉及一種含鋯鉤基的高電流密度電子發(fā)射體材料及制備方法，屬于含有添加劑的難熔金屬陰極材料
技術(shù)領(lǐng)域：
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背景技術(shù)：
：電子發(fā)射體是真空電子器件的心臟，廣泛應(yīng)用于雷達(dá)、電子對抗、通訊遙測遙控等各類電子信息系統(tǒng)和設(shè)備中。隨著工作頻率向毫米波段進(jìn)展，器件尺寸微型化，對電子發(fā)射體大電流密度、長壽命、高工作穩(wěn)定性的要求尤為緊迫。目前研制的方法是在傳統(tǒng)的鋇鎢陰極基體中添加020(組成重量比0203為1-20%，鴇粉為80-99%)、Si02、Sc203等稀土氧化物以及金屬銥、錸等制備電子發(fā)射體，但還是滿足不了大功率電子管高發(fā)射電流密度的要求。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)所制備電子發(fā)射體滿足不了大功率電子管高發(fā)射電流密度的要求，本發(fā)明提供了一種含鋯鎢基高電流密度電子發(fā)射體材料，本發(fā)明的另一目的是提供上述含鋯鎢基高電流密度電子發(fā)射體材料的制備方法。本發(fā)明的技術(shù)方案為一種含鋯鎢基的高電流密度電子發(fā)射體材料，其特征在于材料的基體為二氧化鋯和鎢，其中二氧化鋯占該基體材料重量百分比為1-8%，鎢粉占該基體材料重量百分比為92%-99%。其中所述的納米二氧化鋯平均粒徑為50-500nm;鎢粉的平均粒徑為2-7um。本發(fā)明還提供了含鋯鎢基高電流密度電子發(fā)射體制備方法，其具體步驟如下A)稱取占基體材料重量百分比為92%-99%的鎢粉于氫爐內(nèi)退火，粉碎，過80目篩后與占該基體材料重量百分比為l-8X的納米Zr02—起研磨混勻，預(yù)成型后等靜壓成型，壓制成陰極鎢坯；放入氫爐燒結(jié)；取出后加工成型；B)將上述加工成型的含鋯鎢基置于鋁酸鹽粉末中，氫氣氣氛中浸漬，清除浸漬后的浮鹽，制得電子發(fā)射體材料。其中歩驟A中的退火溫度為900-1700°C;鎢粉過80目篩，預(yù)成型的壓力為60-100Mpa;等靜壓成型的壓力為200-350Mpa;燒結(jié)溫度為1700°C1950°C，燒結(jié)時(shí)間1-3小時(shí)；陰極鎢坯放入氫爐燒結(jié)后一般加工成03X1.5mm鋯鴇陰極基體；步驟B中的浸漬溫度為1500-圍。C，浸漬時(shí)間為1-5分鐘。本發(fā)明所提供的鋯鎢高電流密度發(fā)射體材料的性能在于這種電子發(fā)射體材料中，由于添加了亞微米氧化鋯，鋯鎢基體平均孔徑變小。由于采用了等靜壓成型，使得鋯鎢基體孔徑分布窄，孔分布均勻。制備的陰極發(fā)射電流密度和發(fā)射均勻性比傳統(tǒng)鋇鵒陰極有顯著提高。有益效果(1)鋯鴇基體比傳統(tǒng)的陰極鎢基體的平均孔徑變小，孔徑分布變窄；(2)陰極在工作溫度105(TC時(shí)，發(fā)射電流密度為傳統(tǒng)鋇鎢陰極的1.73-1.86倍。圖1為摻2wt。/。Zr02時(shí)不同溫度下陰極脈沖發(fā)射性能圖。圖2為摻4wt%Zr02時(shí)不同溫度下陰極脈沖發(fā)射性能圖。具體實(shí)施例方式實(shí)施例11)采用平均粒徑為3.39ixm鎢粉于120(TC氫氣爐內(nèi)退火，粉碎后過80目篩；2)稱取96g鎢粉和平均粒徑為200nm的氧化鋯4g—起研磨24h;3)取混勻后的粉體2g，置于07.5mm的高精度模具中預(yù)成型，壓力為70MPa。預(yù)成型后的坯體等靜壓成型，成型壓力為350MPa，保壓時(shí)間30s，壓制成的陰極坯體；4)在氫氣爐中170(TC燒結(jié)3小時(shí)；取出后加工成03X1.5mm的多孔鋯鎢基體；5)置于鋁酸鹽粉末中，氫氣氣氛中165(TC浸漬5分鐘，清除浸漬后的浮鹽，制得電子發(fā)射體；6)安裝熱子，制得陰極；7)通過焊接、裝配、排氣和激活處理后測試陰極的發(fā)射性能，見圖2和表1;表l為鎢基孔參數(shù)。實(shí)施例21.采用平均粒徑為3.39nm鎢粉于1700。C氫氣爐內(nèi)退火，粉碎后過過80目篩；2.稱取98g鎢粉和平均粒徑為400nm的氧化鋯2g—起研磨24h;3.取混勻后的粉體2g，置于①7.5mm的高精度模具中預(yù)成型，壓力為70MPa。預(yù)成型后的坯體等靜壓成型，成型壓力為300MPa，保壓時(shí)間30s，壓制成的陰極坯體；4.在氫氣爐中1950'C燒結(jié)1小時(shí)；取出后加工成03X1.5mm的多孔鋯鎢基體；5.置于鋁酸鹽粉末中，氫氣氣氛中175(TC浸漬1分鐘，清除浸漬后的浮鹽，制得電子發(fā)射體。6.安裝熱子，制得陰極。7.通過焊接、裝配、排氣和激活處理后測試陰極的發(fā)射性能，見圖1和表2;表2為摻鋯后陰極和鋇鎢陰極的零場發(fā)射電流密度比較。表l鉤基孔參數(shù)<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>表2為摻鋯后陰極和鋇鎢陰極的零場發(fā)射電流密度比較<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>權(quán)利要求1、一種含鋯鎢基的高電流密度電子發(fā)射體材料，其特征在于材料的基體為二氧化鋯和鎢，其中二氧化鋯占基體材料的重量百分比為1-8％，鎢粉占基體材料的重量百分比為92％-99％。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的含鋯鎢基的高電流密度電子發(fā)射體材料，其特征在于所述的二氧化鋯的平均粒徑為50-500nm;鎢粉的平均粒徑為2-7um。3、一種如權(quán)利要求1所述的含鋯鎢基的高電流密度電子發(fā)射體材料的制備方法，其具體歩驟如下A)稱取占基體材料重量百分比為92%-99%的鎢粉于氫爐內(nèi)退火，粉碎，過篩后，與占基體材料重量百分比為1_8%的納米二氧化鋯一起研磨混勻，預(yù)成型后等靜壓成型，壓制成陰極鎢坯；放入氫爐燒結(jié)；取出后加工；B)將上述的加工后的含鋯鎢基置于鋁酸鹽粉末中，氫氣氣氛中浸漬，清除浸漬后的浮鹽，制得電子發(fā)射體材料。4、根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于步驟A中的退火溫度為900-170(TC;鎢粉過80目篩；預(yù)成型的壓力為60-100Mpa，等靜壓成型的壓力為200_35(MPa;燒結(jié)溫度為1700。C195(TC，燒結(jié)時(shí)間1-3小時(shí)；步驟B中的浸漬溫度為1500-1900°C，浸漬時(shí)間為l-5分鐘。全文摘要本發(fā)明涉及一種高電流密度電子發(fā)射體材料及制備方法，尤其涉及一種含鋯鎢基的高電流密度電子發(fā)射體材料及制備方法；本發(fā)明材料的基體為二氧化鋯和鎢，稱取鎢粉于氫爐內(nèi)退火，粉碎，過80目篩后與ZrO₂一起研磨混勻，成型，置于鋁酸鹽粉末中，氫氣氣氛中浸漬，清除浸漬后的浮鹽，制得電子發(fā)射體材料。本發(fā)明所制得的鋯鎢基體的平均孔徑變小，孔徑分布變窄；陰極在工作溫度1050℃時(shí)，發(fā)射電流密度為傳統(tǒng)鋇鎢陰極的1.73-1.86倍。文檔編號H01J1/14GK101221869SQ20071019066公開日2008年7月16日申請日期2007年11月28日優(yōu)先權(quán)日2007年11月28日發(fā)明者泰丘,平盧,沈春英申請人:南京工業(yè)大學(xué)