[发明专利]一种阴极盐及其制备方法、含有该阴极盐的钡钨阴极及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及微波器件技术领域，具体涉及一种阴极盐及其制备方法、含有该阴极盐的钡钨阴极及其制备方法。

背景技术

作为现代国防装备的“心脏”，微波器件向着大功率、高频率的方向的发展，这样，对做为微波器件的电子源——阴极就提出了考验，尤其是进入毫米波段、太赫兹波段后，微波器件对电子注的电流密度需求非常大，需要阴极能稳定的提供几十甚至上百安培每平方厘米的电流密度。钡钨阴极发射电子的活性物质——阴极盐，很大程度上决定了阴极的发射能力。传统的钡钨阴极使用的阴极盐在稳定的工作状态下只能提供10A/cm²左右的电流，发射电流较小，难以满足微波器件向大功率、高频率方向发展的需要。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供一种阴极盐及其制备方法、含有该阴极盐的钡钨阴极及其制备方法，使用该阴极盐制造的阴极具备高发射能力，能达上百安培的发射能力，应用于大功率微波管中，满足了微波器件大功率、高频率发展的需求。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种阴极盐，其原料组分物质的量比为：碳酸钡3～4，碳酸钙0.3～0.8，铝粉1.5～2.5，优选其组分物质的量比为：碳酸钡3.5，碳酸钙0.5，铝粉2。

一种阴极盐制备方法，包括以下步骤：

1)、按配方量称取干燥的碳酸钡、碳酸钙、铝粉进行球磨，使之混合均匀；

2)、将球磨后的粉料在烘箱中烘干；

3)、阴极盐合成，工艺条件为在干燥氢气气氛中1200℃～1300℃，保温7～12min。

一种钡钨阴极，所述钡钨阴极含有如上制备方法制备的阴极盐。

一种钡钨阴极的制备方法，包括以下步骤：

A、将制备的阴极盐和待浸渍阴极盐的阴极置于浸渍容器中，在干燥氢气气氛中快速升温至1700℃～1800℃，保温30s～90s；

B、降至常温取出；

C、去除表面残留盐，并车加工，端面车削量大于0.2mm；

D、对阴极发射面进行离子刻蚀与清洗，刻蚀深度7μm～9μm。

所述钡钨阴极的制备方法也可以将阴极盐的合成和阴极的浸渍同步完成，即将球磨干燥后未合成的阴极盐和待浸渍的阴极置于浸渍容器中，升温至1200℃～1300℃，保温7～12min，然后再快速升温至至1700℃～1800℃，保温30s～90s，随后降至常温。

本发明经过大量试验，通过使用铝粉代替氧化铝，与碳酸钡、碳酸钙进行合理配比，经高温下反应合成特殊的铝酸盐，使用该阴极盐制备的钡钨阴极发射能力高，克服了传统的钡钨阴极在稳定的工作状态下的发射电流较小的不足，满足了微波器件大功率、高频率发展的需求。

具体实施方式

实施例1

一种阴极盐，其原料组分物质的量比为：碳酸钡3，碳酸钙0.3，铝粉1.5。

一种阴极盐制备方法，包括以下步骤：

1)、碳酸钡、碳酸钙、铝粉(纯度均≥99％)干燥处理，将碳酸钡、碳酸钙、铝粉在烘箱中于120℃温度下烘烤8h；

2)、按配方量称取干燥后的碳酸钡592g、碳酸钙30g、铝粉40.5g倒入玛瑙罐中，并在玛瑙罐中加入玛瑙球和纯水，按照粉料∶球∶水＝1∶0.8∶1的重量比，进行球磨，充分混合均匀；

3)、将球磨后的粉料在烘箱中120℃温度下烘烤持续15h；

4)、阴极盐合成，工艺条件为在干燥氢气气氛中1200℃，保温12min。

一种钡钨阴极的制备方法，包括以下步骤：

A、将制备的阴极盐和待浸渍阴极盐的阴极置于浸渍容器中，在干燥氢气气氛中2min内升温至1700℃，保温90s；

B、降至常温取出；

C、去除表面残留盐，并车加工，端面车削量0.3mm；

D、对阴极发射面进行离子刻蚀与清洗，刻蚀深度7μm。

实施例2

一种用阴极盐，其原料组分物质的量比为：碳酸钡3.5，碳酸钙0.5，铝粉2。

一种阴极盐制备方法，包括以下步骤：

1)、碳酸钡、碳酸钙、铝粉干燥处理，将碳酸钡、碳酸钙、铝粉在烘箱中于140℃温度下烘烤7h；

2)、按配方量称取干燥后的碳酸钡690.7g、碳酸钙50g、铝粉54g倒入玛瑙罐中，并在玛瑙罐中加入玛瑙球和纯水，按粉料∶球∶水＝1∶1∶1.2的重量比，进行球磨，充分混合均匀；

3)、将球磨后的粉料在烘箱中130℃温度下烘烤持续12h；