[发明专利]碳化La2O3与Lu2O3复合掺杂Mo阴极材料及其制备方法

说明书

技术领域

碳化La₂O₃与Lu₂O₃复合掺杂Mo阴极材料及其制备方法，属于稀土难熔金属阴极材料技术领域。

背景技术

目前家用微波炉磁控管中广泛使用的是ThO₂-W阴极材料，但是Th是一种放射性元素，它对生产ThO₂-W丝的工人产生放射性危害，这也使得废弃的ThO₂-W丝只能进行深埋处理，不能回收利用。我国W产量日渐衰减，这与我国倡导的“可持续发展”相违背。由于ThO₂-W 丝的塑性很差，使得ThO₂-W丝的成品率只有60％左右，所以研究一种高塑形、无放射的绿色环保的阴极材料十分必要。

本发明采用液液掺杂的方法制备La₂O₃、Lu₂O₃掺杂Mo粉，该方法能够得到稀土氧化物分布均匀的掺杂钼粉，这有利于提高阴极发射的均匀性及稳定性。且经过液液掺杂方法得到的La₂O₃、Lu₂O₃掺杂Mo阴极，可以实现高温碳化及高温排气工艺处理，这两个工艺对于磁控管中阴极的发射稳定性起着至关重要的影响。当一次电子轰击阴极表面后会激发出二次电子，文章[Y₂O₃-Lu₂O₃co-doped molybdenum secondary emission material,Yang,Fan；Wang, Jinshu；Liu,Wei；Liu,Xiang；Zhou,Meiling,APPLIED SURFACE SCIENCE,270(746-750), 2013。]中表明Lu₂O₃-Y₂O₃掺杂Mo阴极比单成分Y₂O₃掺杂Mo阴极具有更好的二次电子发射性能，说明Lu₂O₃具有良好的二次电子发射性能，因此添加Lu₂O₃可保证阴极工作后具有持续的高的发射电流密度，从而保证了阴极发射的稳定性，使得阴极的输出电流不衰减。因此本文制备了复合La₂O₃、Lu₂O₃掺杂的Mo阴极材料。该种成分的阴极材料在国内外尚未报道。

本发明采用高温短时的碳化工艺，且获得了高碳化度的碳化阴极丝材(碳化度为 10-50％)，本发明制备的阴极适用于微波炉的磁控管中。

发明内容

本发明的目的是提供一种磁控管用复合La₂O₃、Lu₂O₃掺杂Mo阴极材料以及制备方法，阴极基体中的稀土活性物La₂O₃、Lu₂O₃提高了阴极材料的发射性能及发射稳定性。目前对于该种成分，适用于磁控管中，且具有很高发射性能以及发射稳定性的阴极材料在国内外鲜有报道。

碳化La₂O₃与Lu₂O₃复合掺杂Mo阴极材料，其特征在于，钼基体中掺杂稀土活性物质 La₂O₃、Lu₂O₃，稀土活性物质添加量为阴极材料总量的2.0-5.0wt％，其余为钼；其中，La₂O₃与Lu₂O₃以任意比例混合。优选La₂O₃与Lu₂O₃的质量比为：(2-5)：1，更优选4:1。

本发明所提供的磁控管用复合La₂O₃、Lu₂O₃掺杂Mo阴极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：