传统钪钨阴极类型

在军事、空间技术，电子加速器及自由电子激光等技术领域中，对低温、大电 流密度、高均匀发射和长寿命的电子发射体的需求始终十分迫切。真空电子管阴极发射性能、工艺稳定性和可靠性也对成本昂贵的电子器件的研制与生产十分重要。

以钨为基体、碱土金属为活性物质的扩散型阴极在当前各类真空电子器件中位居首选，应用广泛。从上世纪七十年代起，稀土元素钪Sc被引入电子发射体，并展示了对扩散阴极发射性能及比钡更明显改进性而引起关注，目前世界各国已相继发展了各种变体的含钪扩散阴极，使逸出功最终降低至1.5-1.6电子伏特；在获得同样电流密度时，比M型扩散阴极的工作温度下降200℃左右，大大地提高了电子发射体的性能。

钪钨阴极的类型大致有以下几类：

1)将Sc₂O₃添加在钨基体中的混合基含钪阴极。这类阴极中通常将Sc₂O₃与钨粉机械混合，经压制、烧结制成含钪多孔钨基底，随后浸渍铝酸钡构成扩散型含钪阴极。这种阴极形式是由日本日立公司于1984年首先提出，该阴极在工作温度850℃时，脉冲发射电流密度10A/cm²

2)混合基“顶层”钪钨阴极。由Philips公司于1986年公布，这种阴极是将0.1mm厚的含钪多孔钨体置于普通多孔钨体之上，构成含钪“顶层”，再浸渍铝酸盐。它具有对发射有利的含钪表面，同时保留了能充分供应和储存活性钡的普通多孔钨基底，从而改进阴极的性能。这种阴极的脉冲发射能力在工作温度为1000℃达到了100A/cm²。

3)薄膜型“顶层”钪钨阴极。它是藉助在普通浸渍型扩散阴极上沉积一层含钪薄膜的方法实现含钪“顶层”的添加。沉积的薄膜可以是W+Sc₂O₃或W+Sc₂W₃O₁₂，薄膜型“顶层”含钪阴极能引入具有一定厚度的均匀沉积的含钪薄膜。现有的薄膜型“顶层”含钪阴极引入具有一定厚度的均匀沉积的含钪薄膜，这可以采用射频溅射法或者激光蒸发法。目前，德国 Philips公司采用激光蒸发技术研制的含氧化钪和钨铼的薄膜型阴极具有最高的发射水平，其性能优于上述两类阴极。

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