[发明专利]一种大电流密度的钡钨阴极及其制备方法

权利要求书

1.一种大电流密度的钡钨阴极，其特征在于：所述的钡钨阴极包括阴极钼筒(3)和填充在阴极钼筒(3)内的双层基底，所述的双层基底包括上层和下层，上层是采用圆球形状的钨粉做为基底材料压制而成的球形钨粉层(1)，下层是采用钨粉与铼粉混合做为基底材料压制而成的钨铼合金层(2)。

2.根据权利要求1所述的一种大电流密度的钡钨阴极，其特征在于：所述的上层球形钨粉的粒径是2μm～10μm。

3.根据权利要求1或2所述的一种大电流密度的钡钨阴极，其特征在于：所述的钨铼合金层(2)中的钨粉和铼粉按照10％～50％∶90％～50％的比例混合均匀。

4.根据权利要求3所述的一种大电流密度的钡钨阴极，其特征在于：所述的上层球形钨粉的粒径优选为4μm。

5.根据权利要求4所述的一种大电流密度的钡钨阴极，其特征在于：所述的钨铼合金层(2)中的钨粉和铼粉的配比优选为20％∶80％。

6.一种用于制备权利要求1-5任一项权利要求所述的大电流密度的钡钨阴极的方法，其特征在于：所述的制备方法包括，

1)取任意形状的、颗粒度小于50μm的钨粉和铼粉在氢气中净化退火，在800℃～950℃环境中保温20min～30min；

2)将净化后的钨粉和铼粉按照10％～50％∶90％～50％的比例混合均匀，制备出钨铼合金粉料；

3)取粒径2μm～10μm、类似圆球形状的球形钨粉，在氢气中净化退火，800℃～950℃环境中保温20min～30min；

4)称取适量球形钨粉，填充在阴极钼筒(3)中，并使粉料平实；

5)再称取适量钨铼混合粉料，填充在步骤4)后的阴极钼筒(3)中，并使粉料平实；

6)使用8～15T/cm2的压力对阴极进行压制，将阴极基底的孔度控制在28％～40％；

7)在氢气中对压制后的阴极进行烧结，1400℃～1600℃环境中保温30～70min；

8)采用3.5BaCO₃·0.5CaCO₃·2Al的铝酸盐在露点低于-60℃的干燥氢气中对烧结后的阴极进行浸渍，浸渍工艺是在1250℃～1300℃时保温7min～12min，然后在2min之内升至1740℃～1780℃，保温30s～70s，随后降温；

9)去除阴极表面多余的阴极盐，并根据图纸尺寸进行机械加工；

10)使用氮气做为介质，对阴极表面进行离子刻蚀清洗，使阴极发射表面露出新鲜的开孔。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于：所述的上层球形钨粉的粒径优选为4μm。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于：所述的钨铼合金层(2)中的钨粉和铼粉的配比优选为20％∶80％。

9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于：所述的阴极基底的孔度优选控制在33％～35％。