大功率磁控管用新型Y2Hf2O7陶瓷阴极研究

• 作者: 刘理 曾伟 漆世锴 王兴起 王小霞 胡明玮
• 来源期刊: 物理学报
• 关键词: 磁控管 阴极 热发射 寿命 发射机理
• 年，卷（期）: 2020,（3）
• 所属期刊栏目: 凝聚物质:电子结构、电学、磁学和光学性质
• 页码范围: 255-264
• 页数: 10页
• 字数: 7587字
• 语种: 中文
• DOI: 10.7498/aps.69.20191496

摘要

为了提高大功率磁控管的输出功率,延长其使用寿命,首次采用稀土氧化物Y2O3和过渡金属氧化物HfO2制备大功率磁控管用Y2Hf2O7(铪酸钇)陶瓷阴极,并对该阴极的热发射特性和寿命特性等进行了测试,热发射测试结果显示该阴极在1300,1350,1400,1450,1500,1550,1600℃br亮度温度,300 V阳极电压下即可分别提供0.15,0.2,0.5,1.1,1.8,2.5,3.5 A/cm2的发射电流密度.利用理查森直线法求得该阴极的绝对零度逸出功为1.26 eV,理查森-道舒曼公式法求得该阴极在1450,1500,1550,1600℃br亮度温度下的有效逸出功分别为3.10,3.15,3.21,3.26 eV.寿命实验结果显示,该阴极在工作温度为1400℃br,直流负载为0.5 A/cm2的条件下,寿命超过4000 h.最后,利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、X射线能谱分析仪、俄歇电子能谱仪以及结合氩离子刻蚀技术的深度俄歇能谱仪等分别对该阴极活性物质的分子结构,阴极表面微观形貌、元素成分及含量等进行了研究.结果表明,高温烧结合成了单一的铪酸钇物相,高温烧结过程中当一种Y3+价稀土氧化物Y2O3掺入Hf4+价的过渡金属氧化物HfO2时,会发生离子置换固溶,为了保持铪酸钇晶格的电中性,晶格中就会产生一个氧空位.当阴极在激活、老练、热发射测试时,会加速氧空位的生成,产生的氧空位越多,阴极表面导电性就会越好,这间接降低了逸出功,从而提高了阴极的热发射能力.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	王小霞	中国科学院电子学研究所高功率微波源与技术重点实验室	36	144	7.0	9.0
2	刘理	九江学院电子工程学院	7	6	2.0	2.0
3	漆世锴	九江学院电子工程学院	8	6	2.0	2.0
4	曾伟	九江学院电子工程学院	10	6	2.0	2.0
5	胡明玮	西安电子科技大学物理与光电工程学院	2	2	1.0	1.0
6	王兴起	中国科学院电子学研究所高功率微波源与技术重点实验室	1	1	1.0	1.0