稀土二元复合钡钨阴极

磁控管是目前工作效率最高的微波器件，其在民用加热，放射医疗等领域具有巨大的应用市场。近年来，随着放射医疗及集装箱检测等微波应用市场的快速成长，磁控管继续朝着大功率、高频率、小型化和低成本的方向发展。

磁控管在起振时，要求阴极提供足够的初始热发射电流和尽可能大的二次电子发射系数。目前在磁控管中广泛使用的钡钨阴极由于器件中电子强烈的回轰使钡消耗过快，导致寿命降低，且二次电子发射能力难以满足大功率微波器件的使用要求。

为了提升磁控管的阴极性能，在单元稀土氧化物掺杂压制型钡钨阴极的基础上，有学者研发了Y₂O₃-La₂O₃二元体系复合钡钨阴极，在热发射没有降低的情况下，其二次电子发射性能更好，这种阴极材料的制造过程包括：

(1)以偏钨酸铵为原料，在偏钨酸铵水溶液中加入硝酸钇水溶液、硝酸镧水溶液、硝酸钡水溶液、硝酸铝水溶液和硝酸钙溶液，由Y₂O₃和La₂O₃混合的稀土氧化物占阴极材料总量的5-20％wt，三元硝酸盐占阴极材料总重量的5-15％wt，然后加入柠檬酸溶液，置于70-90℃水浴中直至形成溶胶，然后于100-150℃烘干直至形成凝胶；

(2)将此凝胶在500-600℃、大气气氛下，进行分解2-4h；

(3)将分解后的粉末在氢气气氛下进行还原，第一步还原温度为450-550℃，保温2-4h；第二步为750-950℃，保温1-2h，还原后的粉末在压制压力1-3t/cm²下压制，烧结温度为1450-1650℃，保温1-5min的条件下进行烧结加工成阴极。

采用Y₂O₃-La₂O₃体系复合压制稀土二元复合钡钨阴极，由于采用液相掺杂技术，稀土元素钇、镧在阴极中分布均匀，且压制型阴极制备工艺简单，工艺可重复性强，便于规模生产。电子发射性能测试结果表明：稀土二元复合钡钨阴极材料在总稀土含量为20％(其中Y2O3∶La2O3质量比为3∶1)，1200℃高温激活时次级发射系数最大，能够达到5.34，明显高于钡。

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