低蒸散大电流密度阴极的实验和仿真研究

发布时间：2024-12-18 06:27

　　真空电子器件是现代军事设施、工业制造、高科技研究不可或缺的器件,在各个领域发挥着举足轻重的作用。作为真空电子器件的心脏,阴极为器件工作提供所必需的电子流,阴极能否支取高质量电子流直接关系到器件工作性能及其寿命。目前,能够满足电真空器件诸多要求的电子源当属热阴极。为了适应电真空器件的发展,本文把低蒸散、大电流阴极作为研究对象,拟在表面改性方面着手进一步研究热阴极满足的低蒸散、大电流等特性的可行性。首先,本论文通过扩散阴极表面膜层改性,利用扫描电镜等研究了阴极材料的成分、微观形貌等。覆Os-Ru二元合金薄膜阴极经过充分激活后,在1050℃条件下支取的电流密度达到27A/cm²,发射性能达到了大多数铝酸盐扩散阴极的较高水平,具有支取大电流密度的潜力。实验用阴极经过88小时的老炼之后,测试阴极工作在1000℃、1050℃、1080℃、1100℃四个温度点的蒸发速率分别为8.14×10;¹¹g/cm²·s、8.56×10;¹⁰ g/cm²·s、1.70×10;⁹ g/...

【文章页数】：54 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 选题研究的目的及意义
    1.2 扩散阴极的发展概况
        1.2.1 储备式阴极和浸渍型阴极
        1.2.2 钪系阴极
        1.2.3 热阴极发射机理的传统理论
        1.2.4 基于密度泛函理论的原子级结构计算
    1.3 研究的主要内容、思路和方法
        1.3.1 主要的研究内容
        1.3.2 研究方法和技术路线
        1.3.3 本文的内容安排
第二章 覆OS-RU二元合金薄膜阴极制备
    2.1 本章引言
    2.2 覆OS-RU二元合金薄膜阴极制备
        2.2.1 基体压制与烧结
        2.2.2 浸渍活性物质
        2.2.3 阴极表面覆膜
    2.3 本章小结
第三章 热阴极发射理论及测试
    3.1 本章引言
    3.2 热电子发射理论基础
        3.2.1 功函数
        3.2.2 热发射方程
        3.2.3 电场作用下热发射电流的流通规律
    3.3 阴极性能测试方法
        3.3.1 发射性能测试
        3.3.2 蒸发性能测试
    3.4 阴极排气与激活
    3.5 阴极性能测试结果
        3.5.1 发射电流密度测试-双对数曲线法
        3.5.2 蒸散速率测试-贝克法
        3.5.3 阴极表面样貌和成分分析
    3.6 本章小结
第四章 M型阴极表面原子级结构的计算
    4.1 本章引言
    4.2 密度泛函理论
        4.2.1 密度泛函基础和多体问题
        4.2.2 Kohn-Sham方程
        4.2.3 交换关联泛函
        4.2.4 求解流程
    4.3 常用软件
    4.4 模型建立
        4.4.1 Os-Ru-W合金的稳定结构
        4.4.2 不同Ba覆盖度的结构
    4.5 计算结果讨论
        4.5.1 形成能和功函数的讨论
        4.5.2 功函数与发射性能的讨论
    4.6 本章小结
第五章 总结
参考文献
致谢
在学期间发表的学术论文及取得的研究成果



本文编号：4017073