[发明专利]一种直热式高温钨铼合金阴极的制备方法

说明书

一种直热式高温钨铼合金阴极的制备方法，该方法步骤包括：将金属钨粉和铼粉混合，得到均匀混合的钨铼合金粉末；将所述钨铼合金粉末与1.5～3wt%硝棉溶液均匀混合，将混合溶液施加于钨丝阴极基底表面，烘烤；将表面施加了钨铼合金粉后的钨丝放入高温氢气炉中，在1500±50℃下保温5～10分钟，制备得到钨铼合金层；然后，将表面烧结了钨铼合金层的钨丝置于气压为10^‑3～10^‑1Pa的苯气氛中，在钨丝温度为2000～2400K下进行高温化学反应，反应时间为0.5～2分钟，即制备得到直热式高温钨铼合金阴极。本发明的直热式高温钨铼合金阴极能够提高磁控管用纯钨丝阴极的发射电流密度，降低纯钨丝阴极的工作温度及表面蒸发率，从而延长阴极及磁控管的寿命。

技术领域

本发明涉及一种直热式高温钨铼合金阴极的制备方法。

背景技术

目前磁控管正朝着高输出功率的方向发展，普通的钡钨阴极、氧化物阴极等因其不耐电子、离子轰击，不耐阳极高压，易于发生打火等缺点几乎不能在中大功率磁控管中应用。因此，在高阳极电压的中大功率连续波磁控管中，发射本领较弱的直热式纯钨（W）丝阴极获得广泛应用。和普通氧化物阴极和钡钨阴极相比，纯W丝阴极具有发射稳定性高，耐电子、离子轰击能力强，抗中毒性强等优点。但是，在正常输出功率情况下，中大功率连续波磁控管的阴极一般工作在2450K温度以上，过高的阴极工作温度将会导致阴极表面蒸发过快，当阴极的直径低于起始直径的90%时，该磁控管的阴极寿命即宣告结束。因此在中大功率连续波磁控管中纯W丝阴极寿命的终结是导致磁控管寿命结束的主要原因之一。

发明内容

本发明其目的就在于提供一种直热式高温钨铼合金阴极的制备方法，解决了在中大功率连续波磁控管中纯W丝阴极寿命的终结导致磁控管寿命结束的问题，具有提高纯W丝阴极的发射电流密度，降低阴极的工作温度，延长阴极的使用寿命的特点。

为实现上述目的而采取的技术方案是，一种直热式高温钨铼合金阴极的制备方法，包括步骤：

a、将金属钨粉和铼粉混合倒入玛瑙钵中研磨充分，得到均匀混合的钨铼合金粉末；

b、将所述钨铼合金粉末与1.5～3wt%硝棉溶液均匀混合，将混合溶液施加于钨丝阴极基底表面，置于红外灯下烘烤；

c、将表面施加了钨铼合金粉后的钨丝放入高温氢气炉中，在1500±50℃下保温5～10分钟，即制备得到钨铼合金层；

d、将表面烧结了钨铼合金层的钨丝置于气压为10^-3～10^-1Pa的苯气氛中，在钨丝温度为2000～2400K下进行高温，高温时间为0.5～2分钟，即制备得到直热式高温钨铼合金阴极。

有益效果

与现有技术相比本发明具有以下优点。

本发明的优点是，通过大量实验证明，金属Re的熔点接近于纯W，高温化学反应处理往往能够提高合金阴极的热发射电流密度；直热式高温钨铼合金阴极不仅保留了纯W阴极具有发射稳定性好，耐电子、离子轰击能力强，抗中毒性能强等优点，而且还具有较大的热发射电流密度，由此，本发明的直热式高温钨铼合金阴极能够在低于纯W阴极温度至少400℃时提供相同的热发射电流密度。所以，本发明制得的直热式高温钨铼合金阴极能够提高大功率连续波磁控管用纯W丝阴极的发射电流密度，降低纯W丝阴极的工作温度，降低阴极表面蒸发率，从而延长阴极的使用寿命。

附图说明

以下结合附图对本发明作进一步详述。

图1为本发明的制备流程图；

图2为本发明的结构示意图；

图3为本发明的与纯钨丝阴极的热发射电流密度对比曲线图；

图4为本发明的的寿命曲线示意图。