稀土镧钼热阴极材料稳定发射机理--碳化及发射寿命

摘要

探讨了碳化Mo-La2O3热阴极的寿命机理,分析了阴极工作温度和碳化度(碳化层厚度)对碳化Mo-La2O3阴极电子管寿命的影响.研究结果表明:碳化Mo-La2O3热阴极的发射寿命是由碳化层中Mo2C的损耗决定的,阴极表面Mo2C消耗殆尽,阴极发射寿命即终结.阴极表面Mo2C一方面作为还原剂与La2o3作用被消耗,另一方面它在高温下会发生分解,阴极中Mo2C的损耗包括上述两个方面.在相同温度时,碳化Mo-La2O3阴极中与La2O3还原反应损耗的Mo2C和Mo2C在高温下分解损耗的相当.通过理论分析与计算建立了各因素影响寿命的数学模型,并通过高温分解实验得到了Mo2C在不同温度下的分解速率.在1 673 K,Mo2C的分解速率为1.21×107-7/(cm2·s),碳化度δ≥15%,Mo-La2O3热阴极可稳定发射1 000 h以上.