鋇鎢陰極改造提升攻略

隨著時代的發展，科學的進步，微波器件越來越朝著大功率、高頻率的方向邁進，這對作為微波器件電子源的陰極是一個巨大的考驗，尤其是進入毫米波段、太赫茲波段後，對電子注的電流密度需求非常大，需要陰極能穩定的提供幾十甚至上百安培每平方釐米的電流密度。

傳統的鋇鎢陰極由於陰極海綿體的盲孔較多，孔隙結構不均勻，陰極活性物質的儲備不夠豐富，陰極活性物質中的鋇含量低，且陰極活性物質與傳統的純鎢陰極基底反應過快，大量的活性物質很快蒸發了，陰極不僅發射電流偏小，在支取大電流的狀態下，還不能持久穩定工作，難以滿足微波器件大功率、高頻率發展的需要。

為此，研究人員對鋇鎢陰極的制程進行改進，以滿足微波器件大功率、高頻率發展的需要。具有特殊結構的大電流密度的鋇鎢陰極採用雙層基底，上層採用特定形狀特定顆粒的鎢粉做為基底材料壓制而成，下層採用鎢粉與錸粉混合做為基底材料壓制而成，可穩定地提供100A/cm²的電流密度，滿足大功率、高頻率微波器件對陰極的需求。鋇鎢陰極的制方法包括：

1)取任意形狀的、顆粒度小於50μm的鎢粉和錸粉在氫氣中淨化退火， 在800℃～950℃環境中保溫20min～30min；

2)將淨化後的鎢粉和錸粉按照10％～50％：90％～50％的比例混合均勻，製備出鎢錸合金粉料；

3)取粒徑2μm～10μm、類似圓球形狀的球形鎢粉，在氫氣中淨化退火， 800℃～950℃環境中保溫20min～30min；

4)稱取適量球形鎢粉，填充在陰極鉬筒中，並使粉料平實；

5)再稱取適量鎢錸混合粉料，填充在步驟4)後的陰極鉬筒中，並使粉料平實；

6)使用8～15T/cm2的壓力對陰極進行壓制，將陰極基底的孔度控制在 28％～40％

7)在氫氣中對壓制後的陰極進行燒結，1400℃～1600℃環境中保溫30～70min；

8)採用3.5BaCO₃•0.5CaCO₃•2Al的鋁酸鹽在露點低於-60℃的乾燥氫氣中對燒結後的陰極進行浸漬，浸漬工藝是在1250℃～1300℃時保溫7min～12min，然後在2min之內升至1740℃～1780℃，保溫30s～70s，隨後降溫；

9)去除陰極表面多餘的陰極鹽，並根據圖紙尺寸進行機械加工；

10)使用氮氣做為介質，對陰極表面進行離子刻蝕清洗，使陰極發射表面露出新鮮的開孔。

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