鈧鎢陰極

熱陰極在民用、醫用和軍事領域有著廣泛的應用。在諸多熱電子發射體中，含鈧擴散陰極具有最高發射水準，是熱陰極中唯一有可能達到高功率亞毫米波器件要求電流密度的陰極。

鈧擴散陰極，雖然發射電流密度較高，但是都存在共性的問題，即發射不均勻，表現為空間電荷區發射特性與二分之三次方定律相距較大，即出現了異常的肖特基效應，電子注品質不理想，為了獲得穩定的陰極，科研人員將氧化鈧均勻摻雜的鎢粉基礎上，將發射鹽與摻雜鎢粉進行混合，然後採用粉末冶金的方法製備了鈧鎢基壓制型陰極。

採用溶膠凝膠和氫氣還原法製備氧化鈧摻雜鎢粉，將氧化鈧摻雜鎢粉與411鋁酸鋇鹽進行混合， 壓制成型後在氫氣氣氛下燒結獲得孔度在20%-25%陰極，在專用電子發射性能測試儀上測試其發射性能。

對燒結後的樣品進行表面形貌觀察和能譜分析，可以發現陰極的晶粒尺度小於1微 米，陰極具有亞微米結構，在陰極表面有許多四方型的晶體，鎢晶粒相互連接，晶體物質中主要包含Sc、O、W三種元素，有學者認為在陰極中存在著Sc₂WO₃O₁₂，Sc₂WO₃O₁₂與Ba反應生成活性物質SC，活性SC在陰極啟動過程中起著決定性的作用，這也預示獲得Sc₂WO₃O₁₂ 的陰極具有更好的活性，可以有效改善陰極的發射性能。

實驗結果表明，鎢粉的加入促成了陰極內部活性元素Sc的啟動，有利於發射鹽與基體元素鎢之間反應充分，在啟動過程中，活性元素Sc從陰極內部向表面擴散，在表面形成均勻分佈的含Sc和O和W的活性層，其發射性能為鋇鎢陰極的4倍。

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