鋇鎢電極長期穩定性的影響因素

鋇鎢電極長期穩定性的影響因素及其作用機制如下：

1. 材料組成

1.1 鋇鎢比例：

影響：鋇含量直接影響電子發射效率與表面穩定性。適量鋇可降低逸出功，但過量會導致表面分佈不均，加速氧化或揮發。

機制：鋇與鎢形成化合物（如BaWO₄），優化比例可平衡發射性能與結構穩定性。

1.2 稀土元素摻雜

影響：如鑭、鈰等元素可細化晶粒，減少晶界缺陷，增強表面緻密性。

機制：通過抑制晶粒長大，延緩高溫退化過程。

2. 製備工藝

2.1 燒結工藝

影響：溫度梯度與氣氛控制影響鋇鎢擴散融合及緻密度。

機制：合理燒結工藝可促進化合物形成，提高電極緻密度。

2.2 浸漬與啟動技術

影響：發射層形成與啟動劑應用影響長期發射性能。

機制：浸漬工藝形成“儲備式”鋇離子擴散層，啟動劑（如氫化鋯）促進鋇離子釋放。

3. 工作環境

3.1 溫度與氣氛

影響：高溫加速鋇揮發，含氧環境導致氧化膜（如BaO/Ba(OH)₂）生成。

機制：惰性氣體（如氬氣）保護可減緩氧化，高真空環境控制鋇揮發速率。

3.2 機械與熱應力

影響：熱迴圈與機械振動導致結構疲勞。

機制：優化電極形狀（如螺旋結構）可減少應力集中，延長使用壽命。

4. 電化學性能

4.1 電子發射機制

影響：熱離子發射與場致發射的平衡影響穩定性。

機制：高溫下鋇原子熱振動主導發射，低溫時電場輔助發射增強穩定性。

4.2 腐蝕與中毒效應

影響：酸性/鹼性環境或殘餘氣體（如CO₂）導致鋇組分溶解或生成BaCO₃。

機制：腐蝕產物增加表面電阻，降低發射電流。