傳統鈧鎢陰極類型

在軍事、空間技術，電子加速器及自由電子鐳射等技術領域中，對低溫、大電 流密度、高均勻發射和長壽命的電子發射體的需求始終十分迫切。真空電子管陰極發射性能、工藝穩定性和可靠性也對成本昂貴的電子器件的研製與生產十分重要。

以鎢為基體、鹼土金屬為活性物質的擴散型陰極在當前各類真空電子器件中位居首選，應用廣泛。從上世紀七十年代起，稀土元素鈧Sc被引入電子發射體，並展示了對擴散陰極發射性能及比鋇更明顯改進性而引起關注，目前世界各國已相繼發展了各種變體的含鈧擴散陰極，使逸出功最終降低至1.5-1.6電子伏特；在獲得同樣電流密度時，比M型擴散陰極的工作溫度下降200℃左右，大大地提高了電子發射體的性能。

鈧鎢陰極的類型大致有以下幾類：

1)將Sc₂O₃添加在鎢基體中的混合基含鈧陰極。這類陰極中通常將Sc₂O₃與鎢粉機械混合，經壓制、燒結製成含鈧多孔鎢基底，隨後浸漬鋁酸鋇構成擴散型含鈧陰極。這種陰極形式是由日本日立公司於1984年首先提出，該陰極在工作溫度850℃時，脈衝發射電流密度10A/cm²

2)混合基“頂層”鈧鎢陰極。由Philips公司於1986年公佈，這種陰極是將0.1mm厚的含鈧多孔鎢體置於普通多孔鎢體之上，構成含鈧“頂層”，再浸漬鋁酸鹽。它具有對發射有利的含鈧表面，同時保留了能充分供應和儲存活性鋇的普通多孔鎢基底，從而改進陰極的性能。這種陰極的脈衝發射能力在工作溫度為1000℃達到了100A/cm²。

3)薄膜型“頂層”鈧鎢陰極。它是藉助在普通浸漬型擴散陰極上沉積一層含鈧薄膜的方法實現含鈧“頂層”的添加。沉積的薄膜可以是W+Sc₂O₃或W+Sc₂W₃O₁₂，薄膜型“頂層”含鈧陰極能引入具有一定厚度的均勻沉積的含鈧薄膜。現有的薄膜型“頂層”含鈧陰極引入具有一定厚度的均勻沉積的含鈧薄膜，這可以採用射頻濺射法或者鐳射蒸發法。目前，德國 Philips公司採用鐳射蒸發技術研製的含氧化鈧和鎢錸的薄膜型陰極具有最高的發射水準，其性能優於上述兩類陰極。