[发明专利]一种钨基浸渍阴极及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电子管器件上的浸渍阴极，具体涉及一种含氧化锆和氧化钪的钨基浸渍阴极以及该浸渍阴极的制备方法。

背景技术

传统的钡钨阴极因为具有表面逸出功低、发射电流密度较大、寿命较长、工作稳定性较好、抗中毒和耐离子轰击能力强等特点，所以作为电子源广泛地应用于各类大功率电子管器件上，如速调管、磁控管、行波管以及高清晰度高亮度的显像管等。但是传统的钡钨阴极存在制作工艺繁杂、难度大、重复性和稳定性差、成本高等缺陷。而且随着电子管工艺的日渐日益成熟，对于功率的要求也逐步提高，原有传统的钡钨阴极在参与强大功率的电子管器件工作时，其自身的发射电流密度不足、寿命不长、工作温度过高、工作稳定性不高的劣势便逐渐突显出来。

发明内容

本发明针对以上现有技术的不足，提供了一种具有大发射电流密度、长寿命、较低的工作温度、高工作稳定性的钨基浸渍阴极。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种钨基浸渍阴极，包括阴极钼筒，钼筒内上部为基体，基体下部设有热子组件，其特征在于所述基体由60～96％(重量百分比)钨粉、1～10％(重量百分比)氧化锆粉，余量为氧化钪粉组分，所述基体孔隙中浸渍铝酸盐。

所述基体孔隙中浸渍铝酸钡。

所述基体直径为1～5mm，高度为1～5mm。

所述基体直径为3.5mm，高度为1.4mm。

本发明的另一方案是提供一种上述钨基浸渍阴极的制备方法，其工艺简单且易于操作。所述方法包括：

1)将钨粉、氧化锆粉和氧化钪粉分别放入700～2100℃的氢炉内退火三次；

2)按重量百分比取60～96％钨粉、1～10％氧化锆粉，以及余量的氧化钪粉球磨混匀，用装有阴极钼筒的成型模将混合粉压制成平顶阴极基体并烧结；

3)将步骤2中制得的平顶阴极基体置于铝酸盐粉末中，干氢气氛下1000～2000℃浸渍1～5分钟，浸渍后多余的盐用车刀清除；

4)安装热子组件。

所述步骤1中的钨粉为1～10微米粒径、纯度为99.95％的微颗粒；氧化锆粉和氧化钪粉为亚微米级粒径。

本发明的有益效果为：

A、采用了亚微米级粉末氧化锆和氧化钪，压制成阴极海绵体后的界面具有高能量，在烧结中高的界面能成为原子运动的驱动力，有利于界面中的孔隙收缩，空位团的湮没，因此，在较低的温度下烧结就能达到致密化的目的，即烧结温度降低。

B、将亚微米级粉末氧化锆和氧化钪应用到钡钨阴极，并取得了良好的发射性能。

C、因压制时阴极海绵体与阴极钼筒已连成一体，所以不存在因与阴极钼筒焊接不当而造成对阴极的污染，也因而成本低廉。

D、因为是在同一成型模下成型，所以每个阴极(即使有弧度)都是相同的，工艺重复性和稳定性好，最适合用于多注微波管。

附图说明

图1为本发明钨基浸渍阴极的结构示意图。

图中：1为基体；2为热子组件；3为阴极钼筒。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

本发明提供了一种具有大发射电流密度、长寿命、较低的工作温度、高工作稳定性的钨基浸渍阴极，如图1所示，包括阴极钼筒2，钼筒2内上部为基体1，基体1下部设有热子组件3。基体1是由60～96％(重量百分比)钨粉、1～10％(重量百分比)氧化锆粉以及余量为氧化钪粉三个组分组成，基体1的孔隙中浸渍铝酸盐，一般使用的是铝酸钡。基体直径为1～5mm，优选直径为3.5mm，高度为1～5mm，优选高度为1.4mm。

本发明的另一方案是提供一种钨基浸渍阴极的制备方法，其工艺简单且易于操作。

实施例1

1)将微颗粒(即粒径为1～10mm，优选粒径为1～3mm)，纯度为99.95％的钨粉放入氢炉内，在1625℃退火三次并保温3小时；

将亚微米级的氧化锆粉放入氢炉内，在950℃退火三次并保温1小时；

再将亚微米级的氧化钪粉放入氢炉内，在950℃退火三次并保温1小时；

2)按重量百分比取95％钨粉、1.5％氧化锆粉，以及余量的氧化钪粉，将三种材料用球磨混匀，用装有阴极钼筒的成型模将混合粉压制成平顶阴极基体，一般平顶阴极基体直径为1～5mm，本实验所选用直径为3.5mm，高度为1～5mm，本实验所选用高度为1.4mm。

3)将步骤2中制得的平顶阴极基体放入干氢炉内进行烧结，在950℃保护30分钟。