[其他]电子枪三氧化二钇-铱阴极的制备

说明书

本发明提供了一种电子枪上用的Ｙ₂Ｏ₃－Ｉｒ阴极的制备方法，其特点是Ｂ型Ｙ₂Ｏ₃－Ｉｒ阴极尖端的螺旋需在酒精灯下绕制，Ｃ型Ｙ₂Ｏ₃－Ｉｒ阴极是在钨发叉阴极尖端上点焊铱丝，在铱丝上蘸Ｙ₂Ｏ₃需烧结后形成由钨丝加热的点状Ｙ₂Ｏ₃－Ｉｒ阴极。按这种方法制作的阴极克服了以往的Ａ型Ｙ₂Ｏ₃－Ｉｒ阴极耐离子轰击性能差，Ｙ₂Ｏ₃容易脱落的问题，是一种特别适宜于电子显微镜用的高亮度长寿命的新阴极。

发明涉及一种用于电子枪上的Y₂O₃-I_r阴极的制备方法，这种阴极适用于各种电子束仪器，特别适用于电子显微镜的电子枪上。

发射电子的“阴极”是各种电子显微镜及电子束仪器的重要部件，国内外用于电子显微镜及各种电子束仪器的阴极，按发射分有场发射阴极和热阴极两种，本发明所制备的阴极属热阴极。根据检索到的现有技术资料，目前国内外用于电子显微镜及电子束仪器上的热阴极概况如下：

〈钨（W）热发射阴极〉：热发射阴极的电子枪是实验性发展起来的，1938年成为商品的第一台电子显微镜。将原来气体放电电子枪改为用钨丝加热发射电子的电子枪，由于结构上像发叉，以后就称为W发叉阴极。热钨发叉阴极有一系列优点：如价格便宜，制作简易，在不大高放大倍数（10万倍以下）亮度也可满足要求。且电子束能量分散也不大。但是，使用寿命短是这种阴极的主要缺点。在中等亮度（2800°K）可工作20小时，在高亮度（2900°K）只有几小时寿命。由于寿命短，阴极的消耗量大，一台电镜。如果正常工作每天4小时，一年至少也得更换50次以上的阴极，每次更换都要使镜筒与大气接触造成内部污染。每次更换阴极后都需要重新调整使其达到最佳的工作状态。但调好后又不能工作很长时间。有时正在观察一重要细微结构时，突然阴极坏了，使观察记录失去理想机会。

〈L_aB₆热发射阴极〉：由于热钨阴极寿命短，亮度也不十分理想，因此寻找高亮度长寿命，适合于电镜使用的新阴极，就是电镜工作者极为关切的问题。L_aB₆单晶体具有逸出功小，发射常数大的优点。1952年就为德国被阿登纳试验性地用于电子显微镜上。但是由于加热方式复杂（为避免高温时B的扩散所必要的），没有能得到推广，近十年来，这种阴极有了一些改进，但发射体仍是夹持在定向石墨的特殊基座上的L_aB₆单晶，加热消耗功率大，有的还要改变枪的结构才能适应这种阴极的工作，此外，要得到稳定发射，电子枪室的真空度也比热钨阴极要求高（10^-6乇），这就必然使这种阴极的价格昂贵，且不易在一般电镜上直接替换W-发叉阴极，因此，L_aB₆阴极虽有亮度高、寿命较长的优点。但尚不能为所有电子束仪器所采用，目前国内外各厂家生产的电镜没有那一家是以L_aB₆阴极作标准件使用，只是作为附件选购（Option）。

鉴于以上所述国内外关于阴极发展情况，为了解决电子枪亮度与寿命的矛盾，并考虑到结构简易，价格便宜，便于与常用电镜上的热钨阴极直接置换。1975年我们就致力于新的电子显微镜阴极的研究工作。