阴生毅 吕昕平 任 峰 卢志鹏 王欣欣 王 宇 邯 娇 张 琪 李 阳

①(中国科学院空天信息创新研究院高功率微波源与技术重点实验室 北京 100190)

②(中国科学院大学 北京 100049)

1 引言

钪系阴极有着工作温度低、发射电流密度大的特点，是热阴极领域的研究重点[1]。在实际生产中，钪在浸渍扩散阴极的活性浸渍物质中的添加比例往往不超过4～5 wt%[2]，限制了钪系阴极发射潜力的进一步挖掘。作者此前曾提出过一种新型高发射活性浸渍物质，通过多种阴极活性物质联合添加的方式，提升了钪在活性物质中的添加比例，并取得了171.6 A/cm2的拐点处脉冲发射电流密度[3]。该新型物质的成分为26BaO·29SrO·8Sc2O3·7CaO·Al2O3多元金属氧化物系统。然而，该型活性物质的成分较为复杂，原料种类较多；在各固体原料的机械式破碎、研磨和混合的工艺过程中，机械方法固有的不均匀、不可控等缺陷易导致产品中出现微观颗粒形貌不一致、元素分布不均匀等问题[4]，最终影响到浸渍阴极发射性能的一致性。

液相合成法能使物质的各组分在分子层面上均匀混合[5]。在目前的阴极活性物质的制备研究中，最常见的液相合成法是共沉淀法[6—8]。然而，共沉淀法对溶液温度[9]、搅拌速率[10]、滴定速率[11]、沉淀剂种类[12]和溶液pH值[13]等环境条件较为敏感，不适用于成分较为复杂的新型活性物质的制备。冷冻干燥法是另一种液相合成方法，属于溶剂蒸发法。其通常做法是在常温常压下制备出前驱体的混合溶液并冻结成固溶体，随后在低温真空环境下使溶剂充分升华，得到干燥的前驱体。……