[发明专利]用于钡钨阴极的活性组合物及其制备方法和钡钨阴极的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及钡钨阴极领域，具体地，涉及一种用于钡钨阴极的活性组合物及其制备方法和钡钨阴极的制备方法。

背景技术

微波真空器件在现代卫星通讯、卫星导航，特别在军事电子装备如电子干扰设备、预警飞机、火控雷达、精密制导中日益显示出不可取代的作用。作为微波真空器件的“心脏”，阴极发射能力及寿命的提高，与微波电真空器件，特别是军用器件的升级、换代密切相关。因为随着微波真空器件工作频率的提高，其电子效率会迅速下降，因此需要提高阴极的发射能力。在钡钨阴极中活性物质的品质的高低是决定阴极发射性能好坏的关键因素。不同配方的活性物质的最大发射电流密度、蒸发速率、稳定性及抗中毒性能均有很大的差别。在现有技术中，普遍都是采用先将碳酸钡、碳酸钙和氧化铝按一定比例高温烧结成铝酸盐，然后在氢炉中高温加热铝酸盐使其熔化来浸泽钨海绵体，从而制备铝酸盐钡钨阴极，上述制备铝酸盐钡钨阴极的方法步骤繁琐，消耗能量较多，而且制得的钨钡阴极的最大发射电流密度还不高，所以寻求一种步骤简单同时制得的钨钡阴极的最大发射电流密度较高的工艺是本领域亟需解决的问题。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术中制备钨钡阴极方法繁琐同时钡钨阴极中的活性物质的配方不能制得高品质钨钡阴极的缺陷，提供一种高品质的用于钡钨阴极的活性组合物及其制备方法和步骤简单、制得最大发射电流密度较高的钡钨阴极的制备方法。

为了实现上述目的，本发明提供了一种用于钡钨阴极结构的活性组合物，其中，所述组合物含有碳酸钡、碳酸钙以及铝粉，所述组合物含有碳酸钡、碳酸钙以及铝粉，以100重量份的碳酸钙为基准，碳酸钡的含量为1200-1500重量份，铝粉的含量为80-140重量份；优选地，以100重量份的碳酸钙为基准，碳酸钡的含量为1360-1410重量份，铝粉的含量为100-120重量份。

本发明还提供了一种用于钡钨阴极结构的活性组合物的制备方法，其中，所述方法包括将碳酸钡、碳酸钙以及铝粉混合并研磨至粒径为1-10μm，以100重量份的碳酸钙为基准，碳酸钡的用量为1200-1500重量份，铝粉的用量为80-140重量份；优选地，以100重量份的碳酸钙为基准，碳酸钡的用量为1360-1410重量份，铝粉的用量为100-120重量份。

本发明还提供了根据上述的组合物以及根据上述的方法制得的所述的组合物在一种钡钨浸渍阴极结构中的应用制备方法，其中，该方法包括：

将置于阴极杯中的钨海绵体进行第一热处理并冷却；

将活性物质覆盖在经过热处理的钨海绵体的表面并压实，并进行第二热处理并冷却；

所述活性物质为上述的用于钡钨阴极的活性组合物或者由上述的方法制备得到的用于钡钨阴极的活性组合物。

本发明通过对碳酸钡、碳酸钙和铝粉的配比的优化，同时简化钡钨阴极活性物质的制备方法及钨钡阴极的制备过程，提高了铝酸盐钡钨阴极的电流发射能力，同时也降低工艺难度和成本。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是实施例1中制备的钨钡阴极表面的活性物质经过第二热处理后的XRD衍射图；以及

图2是测量钨钡阴极的最大发射电流密度的原理图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

本发明提供了一种用于钡钨阴极的活性组合物，其中，所述组合物含有碳酸钡、碳酸钙以及铝粉，以100重量份的碳酸钙为基准，碳酸钡的含量可为1200-1500重量份，铝粉的含量可为80-140重量份；优选地，以100重量份的碳酸钙为基准，碳酸钡的含量为1360-1410重量份，铝粉的含量为100-120重量份。

本发明提供的用于钡钨阴极的活性组合物的配方中直接采用铝粉作为其中一组分，高纯度的铝粉（纯度为99.99%）十分易得，含杂质量少，对制得钨钡阴极的质量起到至关重要的作用，同时各组分的配比更加合理，制取钨钡阴极后残留的杂质少。

上述活性组合物的中各组分的粒径大小具有十分广泛的选择范围，优选地，所述组合物的粒径为1-10μm，采用微米级别的颗粒，更能够使得在制备钨钡阴极的过程中，各组分更易烧结进入钨钡阴极中。