[发明专利]一种场发射微纳钨发射极的制备方法

权利要求书

1.一种场发射微纳钨发射极的成形方法，其特征在于采用气流磨处理和微注射成形相结合的方法制备场发射微纳钨发射极，具体步骤为：

1)原料粉末为钨粉，纯度大于99.9％，粒度小于1μm；

2)采用对喷式气流磨装置，对原料钨粉进行一次或多次气流磨处理；目的是为了实现粉末团聚的破碎和粉末表面球形度的提高，以提高粉末的松装、振实密度和流动性；气流磨过程均采用纯度高于99.9％高纯氮气作为研磨介质，研磨腔内气压为0.5～0.7MPa，分选轮的频率为40～60Hz；最终得到处理后粉末；

3)在纯度大于99.9％的高纯氢气为保护气氛下，将处理后的粉末在300℃～550℃的温度范围内进行一次或者多次的煅烧处理；

4)将煅烧后的粉末与有机粘结剂混炼均匀，并制成颗粒状喂料；

步骤4)中的粘结剂的配比为：微晶蜡为55％～60％、聚乙烯蜡为3％～10％，线性低密度聚乙烯为10％～15％、聚丙烯为20％～25％和硬脂酸为5％～10％；

5)根据场发射电推进器应用场景不同，对发射极形状和尺寸要求不同，微注射成形所需形状和尺寸的钨坯体；

6)将微注射成形坯体浸泡于有机溶剂中后烘干，用于脱除部分粘结剂；

7)在纯度大于99.9％的高纯氢气为保护气氛下，将步骤6)烘干后的样品在钨丝烧结炉中进行热脱烧结处理，制备出场发射微纳钨发射极；

步骤7)中热脱烧结处理工艺为以0.5～1℃/min升温到400℃，保温60～120min，然后以2～3℃/min升温到700℃，保温60～120min，再以3～5℃/min升温到900℃，保温60～120min后，以1～3℃/min升温到1000～1250℃，保温60～180min。

2.如权利要求1所述场发射微纳钨发射极的成形方法，其特征在于步骤3)中的煅烧处理工艺为：升温速率为3～5℃/min，保温时间为60～300min。

3.如权利要求1所述场发射微纳钨发射极的成形方法，其特征在于步骤6)中所采用的有机溶剂为三氯乙烯溶液，在40～60℃温度下浸泡6～12h，保证形成多孔的网络体系，有助于后续热脱烧结过程中粘结剂的分解和挥发。

4.如权利要求1所述场发射微纳钨发射极的成形方法，其特征在于所烧结的场发射微纳钨发射极，晶粒尺寸≤1μm、孔径200～800nm，孔隙率15～35％，孔隙均匀，连通度好。