[发明专利]纳米陶瓷阴极液

说明书

所属技术领域

本发明涉及一种纳米陶瓷阴极液，尤指用于真空电子管、现象管、显示器以及高、低压气体放电灯中所使用的阴极液。

背景技术

在本发明之前，公知的真空电子管、现象管、显示器以及高、低压气体放电灯等产品中所使用的阴极，都是使用难熔金属或在其金属基材上面涂敷金属氧化物制成。公知的这些阴极由于金属材料的放电逸出功很高，必须用较高的电压和较大的电流才能启动工作；在其金属基材上面涂敷金属氧化物的阴极(称氧化物阴极)，因基金属和金属氧化物之热膨胀系数相差甚远引起其涂层溅射严重，使用时耗能高，寿命短。

发明内容

为了解决在本发明之前真空电子管、现象管、显示器以及高、低压气体放电灯等中所使用的阴极因放电逸出功高，必须用较高的电压和较大的电流才能启动工作，且这些公知的阴极使用寿命短的问题，本发明采用特殊的制造工艺将纳米材料经经过除质、粉碎、合成、过滤等工艺制造的。其具有电子发射逸出功低，电子发射量大，使用寿命特别长的纳米陶瓷阴极。

具体技术方案

本发明实施的具体方案及生产技术工艺如下：

一、配料制浆液：

(一)原材料的组成：

第一类材料(简称A，含量为85-90％)：氧化钡、氧化锶、氧化钙、氧化镁；

第二类材料(简称B，含量为3-5％)：锆酸钡、钛酸钡、铈酸钡；

第三类材料(简称C，含量为3-5％)：氧化铪、氧化镧、氧化铽、氧化镝、氧化铒、氧化钬、氧化镱、氧化镥；

第四类材料(简称D，含量为3-5％)：铝粉、铬粉(还原剂，逐渐迁移并还原氧化物，产生金属导电微粒)；镍粉、锡粉、碳化硅粉(降低阴极电阻，提高涂层的电子发射率)；

第五类材料(简称E，含量为1-5％)：氧化钪。

(二)纳米粉料的制备：

1.将A、B、C三类原材料严格按照配方准确称料，放入玻璃烧杯中，适量加入纯水，再逐渐加入高纯硝酸搅拌使其全部溶解，在保证溶液的浓度为0.9-1.8mol/L的状态下静置2小时；

2.加入总物料量0.8-1.2％的硫化钡，加热致85℃恒温状态中搅拌1小时，然后静置24小时；

3.二次抽滤溶液除去固体物质并将溶液加热致85℃，然后在溶液中加入聚乙二醇(分散剂)，并在高速搅拌状态中添加高纯碳酸氢铵与氯化铵组成的混合(沉淀剂)溶液。然后，在85℃恒温状态中静置24小时，沉淀溶液；

4.抽滤沉淀物并将沉淀物用去离子水喷洒洗净，然后，喷洒正丁醇进行表面修饰；

5.将以上物料放入二氧化锆陶瓷坩埚中，在足氧气氛中进行加热分解：第一段温度为650℃保温4小时，第二段温度为980℃保温2小时；

6.按照以上方法制造E类材料；

7.将以上A、B、C三种物料制成的材料称量，分为两份，一份为70％，另一份为30％；

8.在占70％的物料中加入按配方比例量的D类材料(简称XG-1)，占30％的物料中加入E类材料(简称XG-2)。然后分别进行球磨混料，得两份含不同成分的干粉料。

(三)制备纳米粉浆掖：

首先，将以上两份物料分别放入球磨罐中，再加入少量1％的聚乙烯醇溶液，用玻璃棒搅拌，配制成糊状物。然后，启动球磨机，混合球磨30分钟之后静置8-12小时，使每个粉颗粒都被水完全浸润，制成预配液；然后，将该预配液再与适量3-5％的聚乙烯醇、乙二醛溶液混合，球磨均匀(操作时，使用纯水调整粘度)。

本发明有益效果

使用本发明所述的纳米陶瓷阴极液，是首先将阴极基材放入装有钡盐溶液的玻璃杯中加热浸泡之后，使用XG-1制成的浆液，在阴极上沉积第一层含金属微粒的涂敷层，然后再使用XG-2制成的浆液沉积第二层不含金属微粒但添加了纳米E的涂敷层。本发明的有益效果是，所述的纳米陶瓷阴极液产品，不但能满足器件大电流发射密度的要求，也完全符合阴极发射的特性；克服了原器件中金属阴极因逸出功高、易溅射、寿命短的缺点。本发明与之前的其它阴极材料相比，电子发射效率提高了三倍以上，也就是电光源产品的节电率提高，寿命延长。而且，本发明的启动电压降低，电光源产品的综合性能提高。