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磁控管用新型Y2O3-Gd2O3-HfO2浸渍W基直热式阴极研究

漆世锴 王小霞 罗积润 赵青兰 李云

磁控管用新型Y2O3-Gd2O3-HfO2浸渍W基直热式阴极研究

漆世锴, 王小霞, 罗积润, 赵青兰, 李云
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  • 本文研制了一种大功率连续波磁控管用新型难熔Y2O3-Gd2O3-HfO2浸渍W基直热式阴极, 并对该阴极的直流发射特性进行了测试, 结果显示该阴极在1400 ℃温度下即可提供超过1 A/cm2的空间电荷限制区电流密度, 1700 ℃温度下可以提供超过10.5 A/cm2的空间电荷限制区电流密度. 利用理查森直线法求得该阴极的绝对零度逸出功仅为1.68 eV, 理查森-道舒曼公式法求得该阴极的有效逸出功为2.6-3.1 eV. 寿命实验结果显示, 该阴极在工作温度为1600 ℃, 直流负载为1.5 A/cm2的条件下, 寿命已经超过3600 h. 最后, 分别利用SEM、AES、EDS等分析手段对该阴极表面的微观结构、元素成分及含量进行了研究, 结果表明, 该阴极在高温激活过程中, 表面形成了一层空穴导电的Y2O3-x半导体层, 该半导体层的形成改善了阴极表面导电性, 间接降低了逸出功, 提高了阴极的热发射能力. 此外, 还对该阴极的耐电子轰击性能进行了研究, 结果显示该阴极在经过150 h电子连续轰击后, 电流密度从初始1.5 A/cm2线性下降并稳定至0.4 A/cm2.
      通信作者: 漆世锴, kaishiqi@126.com.
    • 基金项目: 国家重点基础研究发展计划(批准号: 2013CB32801)和国家自然科学基金(批准号: 11305177)资助的课题.
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出版历程
  • 收稿日期:  2015-09-30
  • 修回日期:  2015-12-18
  • 刊出日期:  2016-03-05

磁控管用新型Y2O3-Gd2O3-HfO2浸渍W基直热式阴极研究

  • 1. 中国科学院电子学研究所, 高功率微波源与技术重点实验室, 北京 100190;
  • 2. 中国科学院大学, 北京 100049
  • 通信作者: 漆世锴, kaishiqi@126.com.
    基金项目: 

    国家重点基础研究发展计划(批准号: 2013CB32801)和国家自然科学基金(批准号: 11305177)资助的课题.

摘要: 本文研制了一种大功率连续波磁控管用新型难熔Y2O3-Gd2O3-HfO2浸渍W基直热式阴极, 并对该阴极的直流发射特性进行了测试, 结果显示该阴极在1400 ℃温度下即可提供超过1 A/cm2的空间电荷限制区电流密度, 1700 ℃温度下可以提供超过10.5 A/cm2的空间电荷限制区电流密度. 利用理查森直线法求得该阴极的绝对零度逸出功仅为1.68 eV, 理查森-道舒曼公式法求得该阴极的有效逸出功为2.6-3.1 eV. 寿命实验结果显示, 该阴极在工作温度为1600 ℃, 直流负载为1.5 A/cm2的条件下, 寿命已经超过3600 h. 最后, 分别利用SEM、AES、EDS等分析手段对该阴极表面的微观结构、元素成分及含量进行了研究, 结果表明, 该阴极在高温激活过程中, 表面形成了一层空穴导电的Y2O3-x半导体层, 该半导体层的形成改善了阴极表面导电性, 间接降低了逸出功, 提高了阴极的热发射能力. 此外, 还对该阴极的耐电子轰击性能进行了研究, 结果显示该阴极在经过150 h电子连续轰击后, 电流密度从初始1.5 A/cm2线性下降并稳定至0.4 A/cm2.

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