[发明专利]一种六硼化镧共晶复合材料及其制备方法

说明书

本发明提供一种LaBsubgt;6/subgt;[100]‑HfBsubgt;2/subgt;共晶复合材料、其制备方法、包括该共晶复合材料的阴极器件和包括该阴极器件的电子束焊机。在所述LaBsubgt;6/subgt;[100]‑HfBsubgt;2/subgt;共晶复合材料中，基于100wt％的LaBsubgt;6/subgt;‑HfBsubgt;2/subgt;共晶复合材料，LaBsubgt;6/subgt;的含量为77wt％，HfBsubgt;2/subgt;的含量为23wt％，所述LaBsubgt;6/subgt;[100]‑HfBsubgt;2/subgt;共晶复合材料微观组织中无初生相。所述LaBsubgt;6/subgt;[100]‑HfBsubgt;2/subgt;共晶复合材料组织分布均匀、高纯度、无初生相，从而具有提高材料的性能。

技术领域

本发明属于复合材料制备领域，具体涉及一种高纯度的LaB₆[100]-HfB₂共晶复合材料、其制备方法、包括该共晶复合材料的阴极器件和包括该阴极器件的电子束焊机。

背景技术

六硼化镧(LaB₆)具有电子逸出功低、耐离子轰击好、高温化学稳定性好等特点，是优异的热电子发射阴极材料，然而陶瓷LaB₆的脆性大，室温断裂韧性仅为1.8MPa·m^1/2，高温抗热裂性低。研究表明，通过在LaB₆中加入高弹性模量的过渡族金属硼化物(MeB₂，Me＝Zr,Ti,V,Hf等)，形成LaB₆-MeB₂共晶复合材料，可显著改善LaB₆的力学性能，在MeB₂中，HfB₂具有最高熔点(3250℃)、最高的弹性模量(480GPa)、优异的高温化学稳定性、抗热震性等特点，因此形成的LaB₆-HfB₂共晶复合材料具有优异的力学性能与热电子发射性能，是一种具有广阔应用前景的结构功能一体化共晶复合材料。然而由于LaB₆-HfB₂共晶复合材料具有非常高的熔点以及热发射性能对材料的杂质比较敏感，使得一般的熔体生长技术很难实现大尺寸、高纯度和成分均一的LaB₆-HfB₂共晶复合材料的可控制备，目前只有乌克兰采用高频感应加热技术制备了LaB₆-HfB₂共晶复合材料，然而由于感应加热技术无法获得均匀稳定的温度场，使得制备的LaB₆-HfB₂共晶复合材料成分非常不均匀；此外，已报道的LaB₆-HfB₂共晶复合材料中，明显存在初生相，说明该材料不是共晶复合材料，而是亚共晶或过共晶复合材料，因此，有必要确定LaB₆-HfB₂复合材料准确的共晶点成分，然后开发出大尺寸、高纯度和成分均一的LaB₆-HfB₂共晶复合材料的制备技术。

发明内容

技术问题

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种大尺寸、高纯度和成分均一的LaB₆[100]-HfB₂共晶复合材料及其制备方法、包括该共晶复合材料的阴极器件和包括该阴极器件的电子束焊机。所述LaB₆[100]-HfB₂共晶复合材料中的增强相HfB₂的质量分数为23％且组织分布均匀、高纯度、无初生相，从而具有提高材料的性能。

技术方案