[发明专利]一种制备Ni-Re海绵氧化物阴极的方法

说明书

技术领域

本发明属于电真空技术领域，特别是涉及通过含Re(铼)盐水溶液在Ni(镍)海绵中的浸渍来制备Ni-Re海绵氧化物阴极的方法，以提高Re在Ni海绵中的掺杂均匀性，进而实现提高Ni海绵氧化物阴极的阴极发射电流密度、降低阴极工作温度、增强阴极活性。

背景技术

氧化物阴极是应用于电真空器件最为广泛的热阴极之一。在氧化物阴极的研制中，为了增强阴极涂层的机械强度及表面氧化物与基金属的粘接，一般在阴极基金属表面烧结上一层厚度小于400μm的Ni海绵层。这种多孔的Ni海绵层既能增加发射物质的贮备量而又使氧化物涂层中电流通过的路径缩短，所以Ni海绵氧化物阴极比普通氧化物阴极能支持更大的发射电流密度，广泛应用于真空电子器件中。然而随着阴极工作一段时间后，由于中间层电阻的增加，阴极活性会逐渐降低，导致阴极寿命结束。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明所要解决的技术问题是提供一种Ni-Re海绵氧化物阴极的制备方法，以提高Ni海绵氧化物阴极的发射电流密度、降低阴极工作温度、增强阴极活性。

(二)技术方案

本发明提出一种制备Ni-Re海绵氧化物阴极的方法，包括如下步骤：将烧结有Ni海绵层的Ni网浸入NH₄ReO₄水溶液中，使所述Ni海绵层中吸附NH₄ReO₄；对所述Ni网进行烧结，使所述含NH₄ReO₄的Ni海绵层转化为Ni-Re海绵层；在所述Ni网的Ni-Re海绵层的海绵孔中和表面施加碳酸盐。

(三)有益效果

本发明采用液固相法实现了合成性能优良的氧化物阴极Ni-Re海绵层，采用该方法可以提高Ni-Re海绵中Re在Ni海绵中的掺杂均匀性，使得阴极工作过程中Ni海绵中的Re可以均匀的吸附海绵层孔内部及表面的氧而游离活性物质Ba(钡)，从而提高Ni海绵氧化物阴极的发射电流密度，降低阴极温度，增强阴极活性。

附图说明

图1为根据本发明的方法在预烧后Ni-Re海绵层的形貌图；

图2为根据本发明的方法制备的Ni-Re海绵阴极结构示意图；

图3为本发明的Ni-Re海绵阴极的直流伏安特性曲线；

图4为本发明的Ni-Re海绵阴极的脉冲伏安特性曲线；

图5为本发明的Ni-Re海绵阴极的寿命曲线。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明作进一步的详细说明。

本发明的制备Ni-Re海绵氧化物阴极的方法包括如下步骤：

步骤a、制备NH₄ReO₄(高铼酸铵)水溶液。

根据本发明，可以采用现有的任何方法制备NH₄ReO₄水溶液，但是，需要保证NH₄ReO₄和水的质量比为1∶15至1∶5，优选为1∶10。

在本发明的一种具体实施方式，将NH₄ReO₄晶体粉末溶于去离子水中，NH₄ReO₄晶体粉末占去离子水的质量百分比小于10％，加热该溶液至60℃以上，至NH₄ReO₄晶体完全溶解，制得NH₄ReO₄水溶液。

步骤b、将烧结有Ni海绵层的Ni网浸入所述NH₄ReO₄水溶液中，使所述Ni海绵层中吸附NH₄ReO₄。

根据本发明，所述Ni网可以是Ni基底，其表面经烧结形成Ni海绵层，所述Ni海绵层的厚度为100μm至400μm，优选为约200μm。