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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.pdf

摘要
申请专利号:

太阳城集团CN201210090848.9

申请日:

2012.03.30

公开号:

CN102637567B

公开日:

2015.01.28

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法律详情: 授权|||实质审查的生效IPC(主分类):H01J 23/04申请日:20120330|||公开
IPC分类号: H01J23/04; H01J9/02; B22F7/04 主分类号: H01J23/04
申请人: 安徽华东光电技术研究所
发明人: 吴华夏; 邓清东; 贺兆昌; 宋田英; 张丽
地址: 241000 安徽省芜湖市弋江区城南高新技术开发区华厦科技园
优先权:
专利代理机构: 芜湖安汇知识产权代理有限公司 34107 代理人: 张小虹
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法律状态
申请(专利)号:

太阳城集团CN201210090848.9

授权太阳城集团号:

102637567B||||||

法律状态太阳城集团日:

2015.01.28|||2012.10.03|||2012.08.15

法律状态类型:

授权|||实质审查的生效|||公开

摘要

本发明公开了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,该阴极盐其组分物质的量比为:碳酸钡3~4,碳酸钙0.3~0.8,铝粉1.5~2.5;制备方法包括称量、球磨、干燥与合成;使用该阴极盐制备的钡钨阴极具备高发射能力,能达到上百安培的发射能力,满足了微波器件大功率、高频率发展的需求。

权利要求书

1.一种阴极盐,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。
2.如权利要求1所述的阴极盐,其特征在于:其原料组分物质的量比为:碳酸钡3.5,碳酸
钙0.5,铝粉2。
3.一种阴极盐的制备方法,包括以下步骤:
1)、按配方量称取干燥的碳酸钡、碳酸钙、铝粉混合后进行球磨;
2)、将球磨后的粉料烘干;
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。
4.如权利要求4所述的制备方法,其特征在于:步骤1)中球磨条件为在玛瑙罐中加入玛瑙
球和纯水按粉料∶球∶水=1∶0.8~1.2∶1~1.4的重量比,进行球磨,充分混合均匀;步骤
2)的烘干条件是在烘箱中120℃~150℃温度下烘烤持续8h~15h。
5.一种钡钨阴极,所述钡钨阴极含有如权利要求3或4所述的制备方法制备的阴极盐。
6.一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;
D、对阴极发射面进行离子刻蚀与清洗。
7.一种钡钨阴极的制备方法,包括以下步骤:
A、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;
B、降至常温取出;
C、去除表面残留盐,并车加工;
D、对阴极发射面进行离子刻蚀与清洗。
8.如权利要求6或7所述的制备方法,其特征在于:所述步骤D中离子刻蚀深度为7μm~9
μm。

说明书

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

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;

4)、阴极盐合成,工艺条件为在干燥氢气气氛中1250℃,保温10min。

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1750℃,保温60s;

B、降至常温取出;

C、去除表面残留盐,并车加工,端面车削量3.5mm;

D、对阴极发射面进行离子刻蚀与清洗,刻蚀深度8μm。

实施例3

一种阴极盐,其原料组分物质的量比为:碳酸钡4,碳酸钙0.8,铝粉2.5。

一种阴极盐制备方法,包括以下步骤:

1)、碳酸钡、碳酸钙、铝粉干燥处理,将碳酸钡、碳酸钙、铝粉在烘箱中于150℃温度
下烘烤8h;

2)、按配方量称取干燥后的碳酸钡789.4g、碳酸钙80.1g、铝粉67.5g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∶1.2∶1.4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150℃温度下烘烤持续8h;

4)、阴极盐合成,工艺条件为在干燥氢气气氛中1300℃,保温7min。

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1800℃,保温30s;

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9μm。

实施例4

一种阴极盐,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;

4)、阴极盐合成,工艺条件为在干燥氢气气氛中1250℃,保温10min。

一种钡钨阴极的制备方法,包括以下步骤:

A、将球磨干燥后未合成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1250℃时保温10min,然后快速升温至1750℃,保温60s;

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8μm。

表1为实施例1~4制备的钡钨阴极发射电流密度测试数据。

表1

  实施例
  发射电流密度(A/cm2)
  1
  68
  2
  102
  3
  71
  4
  86

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