一種多用途的浸漬鋇鎢陰極及其製備方法
2023-06-26 08:52:31
專利名稱：一種多用途的浸漬鋇鎢陰極及其製備方法
技術領域：
本發明涉及一種電子管器件上的鋇鎢陰極，具體地說涉及一種含有銥釕鎢添加劑的浸漬鋇鎢陰極。
本發明還涉及一種製備上述浸漬鋇鎢陰極的方法。
背景技術：
相對於其他陰極，傳統的浸漬鋇鎢陰極因為具有表面逸出功低、發射電流較大、壽命較長、工作穩定性較好、抗中毒和耐離子轟擊能力強等特點，所以作為電子源，廣泛地應用於各類大功率電子管器件，如速調管、磁控管、行波管以及高清晰度高亮度的顯像管等。但是其存在工藝繁雜、難度大、重複性和穩定性差、成本高等缺陷，除此以外，隨著大功率電子管日益提高要求，原有傳統的浸漬鋇鎢陰極發射電流不夠大、壽命不夠長、工作溫度過高、工作穩定性不夠好的劣勢日益跟不上形勢發展。
發明內容
本發明的目的在於提供一種具有發射電流大、壽命長、工作溫度不高的多用途的浸漬鋇鎢陰極。
本發明又一目的在於提供一種製備上述浸漬鋇鎢陰極的方法，該製備方法工藝簡單、重複性和穩定性好。
為實現上述目的，本發明提供的多用途浸漬鋇鎢陰極包括添加劑、鉬筒、熱子，鋁酸鹽，添加劑的組成為銥粉、釕粉、鎢粉，其重量比為純度折算成100％銥粉∶純度折算成100％釕粉∶純度折算成100％鎢粉＝1∶1-3∶1-8。
所述的銥粉、釕粉、鎢粉純度為95-100％。
所述的鋁酸鹽是由氧化鋇、氧化鈣、氧化鋁按一定比例在高溫燒製成的化合物。
優選的添加劑組成為純度折算成100％銥粉∶純度折算成100％釕粉∶純度折算成100％鎢粉＝1∶1.5-2.5∶2-3，所述的銥粉、釕粉、鎢粉純度為99-100％。
添加劑銥粉、釕粉能使陰極中的鎢粉分散更為均勻，並且有效地降低鎢基底的逸出功，而且能使陰極中的活性物質鋁酸鹽和鎢基底高溫反應的生成物的蒸發大幅減少，從而達到使上述陰極具備發射電流大、壽命長、工作溫度不高等特點。並且含該添加劑的陰極在陰極工作時，能夠有效的耐離子轟擊，而且在真空度下降時，依然能夠使陰極穩定工作。
銥粉、釕粉及鎢粉的純度越高，所製備的浸漬鋇鎢陰極效果就越好。
本發明提供的製備上述多用途的浸漬鋇鎢陰極的方法是a)將銥粉、釕粉及鎢粉分別放入1000-1500℃氫爐內退火。
b)按重量比取銥粉、釕粉及鎢粉，將該三種材料研磨至不小於200目，混勻，根據平頂陰極體的大小，取適量的混合物，用內有鉬筒的壓模壓製成平頂陰極體。
c)將步驟b製備的陰極體放入氫爐，當溫度達到1500-2000℃時，保溫不小於1小時。
d)將步驟c製得的陰極體置於鋁酸鹽粉末中，氫氣氣氛，1500-2000℃浸漬0.5-10分鐘。浸漬後的浮鹽用鎢絲棉團清除。
e)安裝熱子。
在步驟b中，銥粉、釕粉及鎢粉的目數越高，所製備的陰極性能在一定程度上會更好，但是鑑於成本考慮，故優選的目數為300-500目。
在步驟c中，保溫時間越長，所製備的陰極性能並不能有相應增長，鑑於陰極質量和效率的折衷考慮，故優選的保溫時間為1-5小時。
在步驟d中，保溫時間越長，所製備的陰極性能並不能有相應增長，反而下降，鑑於陰極質量和效率的折衷考慮，故優選的保溫時間為0.5-2分鐘。
所述的陰極體直徑為2-5mm，厚度為1-4mm。
本發明與現有技術相比，陰極穩定性非常好，能夠適應各種複雜的天氣及地形，尤其適用於軍用多注微波管。
本發明的製備方法具有傳統工藝不具備的特色A、因為是一次成型，無須經過傳統的覆膜浸漬鋇鎢陰極生產工藝中浸銅再去銅等兩次工藝，簡化了工序，同時也縮短了生產周期。
B、因是壓制，而不是車制加工，陰極面上沒有因車制而留下的車紋，保證了足夠的光潔度。
C、因不需要化學去銅，所以鎢海綿體內外不會留下因酸化而導致的氧化痕跡，保證了鎢海綿體具備與活性物質接觸的新鮮面，有利於發射物質有效地發揮作用，便於電子發射，更不會因去銅不淨而留下銅等殘餘物。
D、因壓制時陰極海綿體與鉬筒已連為一體，所以不存在因與鉬筒焊接不當而造成對陰極的汙染，也因而成本低廉。
E、因為是在同一模具下成型，所以每個陰極(即使有弧度)都是相同的，工藝重複性和穩定性好。
圖1為本發明的浸漬鋇鎢陰極結構示意圖。
在圖1中，銥粉、釕粉、鎢粉、鋁酸鹽1，鉬筒2、熱子3、熱子腿4。
具體實施例方式
本發明所製備的平頂陰極體直徑為3.6mm，厚度為2mm。
工藝11)將銥粉、釕粉及鎢粉分別放入1000℃氫爐內退火，以徹底淨化，並增強其可塑性。
2)稱取10克銥粉、15克釕粉，20克鎢粉，(均已折算為100％，銥粉的純度為95％，釕粉的純度為96.2％，鎢粉的純度為95.2％)，將該三種材料研磨至300目，混勻，取混合物0.2克，用內有鉬筒的壓模，壓製成平頂陰極體。
3)將步驟2製備的陰極體放入氫爐，當溫度達到1700℃時，保溫5小時。
4)將步驟3製得的陰極體置於鋁酸鹽粉末中，氫氣氣氛，1500℃浸漬5分鐘，浸漬後的浮鹽用鎢絲棉團清除。
5)安裝熱子。
檢測標準本發明的檢測以製備溫度、直流發射電流密度、壽命等特徵作為其檢測標準。
檢測方法上述樣品均在真空為2×10-5Pa，以水冷陽極二極體發射測試臺、陰極壽命測試臺等作為其檢測方法。
除銥粉、釕粉、鎢粉純度不同外，其餘與工藝1相同。
表1
隨著銥粉、釕粉、鎢粉純度提高，製備陰極體的效果就越好。
取配方1-7，除銥粉、釕粉、鎢粉的細度外，其餘與工藝1相同。
表2
銥粉、釕粉、鎢粉的目數越高，所製備的陰極性能越好。
取配方1-7，除銥粉、釕粉、鎢粉比例外，其餘與工藝1相同，銥粉取10克。
表3
銥粉、釕粉、鎢粉，其重量比為1∶1-3∶1-8，陰極的性能較好。
以下的工藝方法用1-7配方。
工藝21)將銥粉、釕粉及鎢粉分別放入1100℃氫爐內退火，以徹底淨化，並增強其可塑性。
2)稱取10克銥粉、15克釕粉，20克鎢粉，(均已折算為100％)將該三種材料研磨至300目，混勻，取混合物0.2克，用內有鉬筒的壓模，壓製成平頂陰極體。
3)將步驟2製備的陰極體放入氫爐，當溫度達到1800℃時，保溫4小時。
4)將步驟3製得的陰極體置於鋁酸鹽粉末中，氫氣氣氛，1600℃浸漬2分鐘，浸漬後的浮鹽用鎢絲棉團清除。
5)安裝熱子。
工藝31)將銥粉、釕粉及鎢粉分別放入1250℃氫爐內退火，以徹底淨化，並增強其可塑性。
2)稱取10克銥粉、15克釕粉，20克鎢粉，(均已折算為100％)將該三種材料研磨至300目，混勻，取混合物0.2克，用內有鉬筒的壓模，壓製成陰極體。
3)將步驟2製備的陰極體放入氫爐，當溫度達到1850℃時，保溫3.5小時。
4)將步驟3製得的陰極體置於鋁酸鹽粉末中，氫氣氣氛，1750℃浸漬1分鐘，浸漬後的浮鹽用鎢絲棉團清除。
5)安裝熱子。
工藝41)將銥粉、釕粉及鎢粉分別放入1400℃氫爐內退火，以徹底淨化，並增強其可塑性。
2)稱取10克銥粉、15克釕粉，20克鎢粉，(均已折算為100％)將該三種材料研磨至300目，混勻，取混合物0.2克，用內有鉬筒的壓模，壓製成陰極體3)將步驟2製備的陰極體放入氫爐，當溫度達到1900℃時，保溫2小時。
4)將步驟3製得的陰極體置於鋁酸鹽粉末中，氫氣氣氛，1850℃浸漬0.5分鐘，浸漬後的浮鹽用鎢絲棉團清除。
5)安裝熱子。
工藝51)將銥粉、釕粉及鎢粉分別放入1500℃氫爐內退火，以徹底淨化，並增強其可塑性。
2)稱取10克銥粉、15克釕粉，20克鎢粉，(均已折算為100％)將該三種材料研磨至300目，混勻，取混合物0.2克，用內有鉬筒的壓模，壓製成陰極體。
3)將步驟2製備的陰極體放入氫爐，當溫度達到2000℃時，保溫1小時。
4)將步驟3製得的陰極體置於鋁酸鹽粉末中，氫氣氣氛，2000℃浸漬0.5分鐘，浸漬後的浮鹽用鎢絲棉團清除。
5)安裝熱子。
工藝2製備的樣品編號為4-2，工藝3製備的樣品編號為4-3，依次類推，
表4
工藝1-5均能實現本發明。
權利要求
1.一種多用途的浸漬鋇鎢陰極，包括添加劑、鉬筒、熱子，鋁酸鹽，其特徵在於添加劑的組成為銥粉、釕粉、鎢粉，其重量比為純度折算成100％銥粉∶純度折算成100％釕粉∶純度折算成100％鎢粉＝1∶1-3∶1-8，所述的銥粉、釕粉、鎢粉純度為95-100％。
2.根據權利要求1所述的一種多用途的浸漬鋇鎢陰極，其特徵在於添加劑的重量比為純度折算成100％銥粉∶純度折算成100％釕粉∶純度折算成100％鎢粉＝1∶1.5-2.5∶2-3，所述的銥粉、釕粉、鎢粉純度為99-100％。
3.一種製備如權利要求1所述多用途的浸漬鋇鎢陰極的方法，其主要步驟為a)將銥粉、釕粉、鎢粉分別放入1000-1500℃氫爐內退火；b)按重量比取銥粉、釕粉、鎢粉，將三種材料研磨至不小於200目，混勻，根據陰極體的大小，取適量的混合物，用內有鉬筒的壓模壓製成陰極體；c)將步驟b製備的陰極體放入氫爐，當溫度達到1500-2000℃時，保溫不小於1小時；d)將步驟c製得的陰極體置於鋁酸鹽粉末中，氫氣氣氛，1500-2000℃浸漬0.5-10分鐘，浸漬後的浮鹽用鎢絲棉團清除；e)安裝熱子。
4.根據權利要求3所述的一種多用途的浸漬鋇鎢陰極的製備方法，其特徵在於步驟b所述的三種材料的研磨至300-500目；。
5.根據權利要求3所述的一種多用途的浸漬鋇鎢陰極的製備方法，其特徵在於步驟c所述的保溫時間是1-5小時。
6.根據權利要求3所述的一種多用途的浸漬鋇鎢陰極的製備方法，其特徵在於步驟d所述的保溫時間是0.5-2分鐘。
7.根據權利要求3所述的一種多用途的浸漬鋇鎢陰極的製備方法，其特徵在於陰極體直徑為2-5mm，厚度為1-4mm。
全文摘要
本發明公開了一種多用途的浸漬鋇鎢陰極及其製備方法，陰極包括添加劑、鉬筒、熱子，鋁酸鹽，添加劑組成為添加劑的組成為銥粉、釕粉、鎢粉，其重量比為純度折算成100％銥粉∶純度折算成100％釕粉∶純度折算成100％鎢粉＝1∶1－3∶1－8，製備方法為將金屬粉退火；按重量比稱取三種材料並研磨至不小於200目，混勻，用內有鉬筒的壓模將混合物壓製成陰極體；加熱至1500－2000℃時，保溫不小於1小時；再置於鋁酸鹽粉末中，氫氣氣氛，1500－2000℃浸漬0.5－10分鐘，安裝熱子，本發明與現有技術相比，陰極穩定性非常好，能夠適應各種複雜的天氣及地形，尤其適用於多注微波管。
文檔編號H01J1/20GK1925090SQ200510094218
公開日2007年3月7日 申請日期2005年8月31日 優先權日2005年8月31日
發明者張紅衛 申請人:安徽華東光電技術研究所