電子發(fā)射材料

內(nèi)容概要

《電子發(fā)射材料》作者進(jìn)行了多年電子發(fā)射材料的研究工作，在稀土難熔金屬基原子膜類陰極、擴(kuò)散型陰極及次級(jí)發(fā)射材料等研究方面發(fā)表了多篇學(xué)術(shù)論文，在陰極材料研究方面具有一定的知名度，其研究成果受到了美國(guó)、韓國(guó)、德國(guó)及荷蘭等國(guó)學(xué)者的肯定及高度評(píng)價(jià)?！峨娮影l(fā)射材料》以他們的研究為基礎(chǔ)，結(jié)合目前電子發(fā)射材料的最新進(jìn)展，對(duì)電子發(fā)射材料進(jìn)行較為全面系統(tǒng)的介紹，可以讓電真空領(lǐng)域的從業(yè)人員了解陰極材料的最新進(jìn)展及研究熱點(diǎn)，同時(shí)對(duì)從事跨學(xué)科研究的學(xué)者也有一定借鑒意義。近20年來(lái)，微波真空電子器件的性能突飛猛進(jìn)，主要表現(xiàn)在器件功率水平、工作頻率和可靠性進(jìn)一步提高。由于其優(yōu)良的特性，在雷達(dá)、電子對(duì)抗、制導(dǎo)、通信等領(lǐng)域內(nèi)得到了廣泛的應(yīng)用，促進(jìn)了這些領(lǐng)域的發(fā)展，反過(guò)來(lái)這些領(lǐng)域的發(fā)展對(duì)微波真空電子器件提出了新的要求。

作者簡(jiǎn)介

王金淑，工學(xué)博士，教授，博士生導(dǎo)師，現(xiàn)任北京工業(yè)大學(xué)材料學(xué)院副院長(zhǎng)。1999年入選北京市科技新星計(jì)劃；2002年獲第八屆霍英東青年教師基金獎(jiǎng)：2003年及2004年分別獲教育部技術(shù)發(fā)明一等獎(jiǎng)及國(guó)家技術(shù)發(fā)明二等獎(jiǎng)；2005年入選教育部新世紀(jì)優(yōu)秀人才支持計(jì)劃；2006年獲中國(guó)第三屆新世紀(jì)巾幗發(fā)明家稱號(hào)；2007年獲國(guó)防科工委技術(shù)發(fā)明二等獎(jiǎng)，并獲首都女職工創(chuàng)新之星稱號(hào)；2008年獲茅以升科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)之北京青年科技獎(jiǎng)，入選新世紀(jì)百千萬(wàn)人才工程北京市級(jí)入選，并享受國(guó)務(wù)院政府特殊津貼。中國(guó)電子學(xué)會(huì)真空電子學(xué)分會(huì)委員會(huì)委員，中國(guó)腐蝕與防護(hù)學(xué)會(huì)能源工程專業(yè)委員會(huì)委員，美國(guó)化學(xué)會(huì)、日本化學(xué)會(huì)、日本陶瓷學(xué)會(huì)會(huì)員。獲得中國(guó)發(fā)明專利14項(xiàng)，美國(guó)專利2項(xiàng)。在國(guó)內(nèi)外學(xué)術(shù)期刊上發(fā)表論文百余篇，其中被SGI、EI收錄的論文90余篇。

書籍目錄

前言第1章 緒論1.1 真空電子器件的發(fā)展1.2 陰極材料的種類及其發(fā)展參考文獻(xiàn)第2章 與陰極發(fā)射相關(guān)的基本理論2.1 金屬的自由電子模型2.1.1 金屬的索末菲自由電子模型2.1.2 金屬內(nèi)自由電子的狀態(tài)2.2 金屬的表面勢(shì)壘和逸出功2.3 金屬的內(nèi)電位、表面勢(shì)壘和逸出功2.4 固體能帶理論2.4.1 固體的周期場(chǎng)模型2.4.2 固體能帶形成的定性說(shuō)明2.4.3 周期場(chǎng)里電子的波函數(shù)2.4.4 電子在周期場(chǎng)里的運(yùn)動(dòng)，有效質(zhì)量（m*）2.5 半導(dǎo)體物理基礎(chǔ)2.5.1 固體的接觸2.5.2 固體的界面（表面）效應(yīng)參考文獻(xiàn)第3章 稀土-鉬熱陰極材料3.1 純金屬的熱電子發(fā)射3.1.1 電場(chǎng)作用下熱電子發(fā)射電流的流通規(guī)律3.1.2 熱陰極的基本參數(shù)3.2 鎢基絲狀陰極材料3.2.1 純金屬陰極3.2.2 原子膜陰極3.3 稀土-鉬絲狀熱陰極材料3.3.1 材料制備及微觀結(jié)構(gòu)3.3.2 稀土-鉬電子管的制作3.3.3 陰極的發(fā)射性能3.3.4 Mo-La2O3陰極有效功函數(shù)的計(jì)算3.3.5 未碳化陰極發(fā)射前后陰極表面形貌、成分分析3.3.6 碳化過(guò)程研究3.3.7 碳化Mo-La203陰極發(fā)射過(guò)程中顯微組織變化的研究3.3.8 碳化陰極表面b的價(jià)態(tài)3.3.9 Mo-La2O3陰極的發(fā)射機(jī)理3.3.1 0碳化層的作用與發(fā)射壽命3.3.1 1MMo-La2O3陰極中La元素的蒸發(fā)與擴(kuò)散3.3.1 2Mo-La2O3陰極發(fā)射穩(wěn)定性及壽命機(jī)理探討3.3.1 3稀土-鉬陰極材料的成分優(yōu)化參考文獻(xiàn)第4章 稀土-鎢基鈧系擴(kuò)散陰極4.1 含鈧擴(kuò)散型熱陰極的發(fā)展及特點(diǎn)4.2 亞微米結(jié)構(gòu)的陰極制備與性能測(cè)試方法4.3 Sc2O3摻雜W粉特性4.3.1 粉末成分及形貌4.3.2 粉末細(xì)化機(jī)理4.3.3 液液摻雜法獲得的w粉特性4.4 Sc2O3摻雜W基體4.4.1 基體成分及微觀結(jié)構(gòu)4.4.2 基體表面特性4.4.3 對(duì)Sc2O3在基體表面富集的初步分析4.5 陰極的發(fā)射能力4.5.1 液液及液固方法制備的陰極的發(fā)射水平4.5.2 陰極的高溫激活特性4.5.3 陰極壽命4.6 Sc2O3摻雜鈧鎢基浸漬型陰極工作機(jī)理4.6.1 含鈧擴(kuò)散型陰極機(jī)理研究現(xiàn)狀4.6.2 陰極物相分析和微觀結(jié)構(gòu)研究4.6.3 陰極激活過(guò)程研究4.6.4 激活后陰極表面活性層研究參考文獻(xiàn)第5章 稀土-鉬次級(jí)電子發(fā)射材料5.1 次級(jí)發(fā)射理論基礎(chǔ)5.1.1 次級(jí)發(fā)射的物理本質(zhì)5.1.2 影響次級(jí)發(fā)射的主要因素5.2 使用的主要次級(jí)電子發(fā)射陰極5.2.1 氧化物陰極5.2.2 ThO2金屬陶瓷陰極5.2.3 合金陰極5.2.4 冷陰極5.2.5 擴(kuò)散型陰極5.3 新型稀土-鉬金屬陶瓷陰極材料5.3.1 材料制備與測(cè)試5.3.2 樣品次級(jí)發(fā)射性能的影響因素5.3.3 復(fù)合稀土氧化物-鉬金屬陶瓷陰極壽命5.3.4 稀土-鉬陰極材料活化處理5.3.5 稀土-鉬材料中稀土氧化物研究5.3.6 稀土-鉬陰極材料次級(jí)電子發(fā)射模式研究參考文獻(xiàn)第6章 場(chǎng)發(fā)射冷陰極材料6.1 場(chǎng)發(fā)射及其實(shí)質(zhì)6.1.1 場(chǎng)發(fā)射6.1.2 場(chǎng)發(fā)射實(shí)質(zhì)6.1.3 場(chǎng)發(fā)射理論研究6.2 場(chǎng)發(fā)射性能參數(shù)6.3 場(chǎng)發(fā)射陰極結(jié)構(gòu)6.3.1 尖端場(chǎng)致電子發(fā)射6.3.2 平面薄膜型場(chǎng)發(fā)射陰極6.3.3 碳納米管6.3.4 其他冷陰極材料6.4 場(chǎng)發(fā)射的應(yīng)用6.4.1 場(chǎng)發(fā)射顯示器6.4.2 場(chǎng)發(fā)射的其他應(yīng)用參考文獻(xiàn)第7章 光電陰極7.1 光電發(fā)射的基本規(guī)律7.1.1 斯托列托夫定律7.1.2 愛(ài)因斯坦定律7.1.3 光譜特性曲線7.2 光電發(fā)射的理論解釋7.3 半導(dǎo)體的光電子發(fā)射7.3.1 電子躍遷7.3.2 電子散射7.3.3 光電子逸出7.4 光電發(fā)射的影響因素7.4.1 入射光的影響7.4.2 陰極能帶結(jié)構(gòu)的影響7.4.3 陰極表面勢(shì)壘的影響7.5 實(shí)用光電陰極7.5.1 銀氧銫光電陰極7.5.2 銻銫光電陰極7.5.3 鉍銀氧銫光電陰極7.5.4 多堿金屬光電陰極7.5.5 負(fù)電子親和勢(shì)光電陰極參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

第1章　緒論隨著廣播、電視、通信、雷達(dá)、宇航、制導(dǎo)等系統(tǒng)的迅速發(fā)展，真空電子器件作為上述系統(tǒng)的發(fā)射源，其研制與發(fā)展對(duì)上述系統(tǒng)的發(fā)展起著至關(guān)重要的作用。而陰極（亦稱為電子發(fā)射材料）作為真空電子器件的電子發(fā)射源，其性能對(duì)器件的特性和使用壽命有著重要影響，因而陰極被喻為“器件的心臟”。因此，可以說(shuō)上述三者的發(fā)展水平有著直接內(nèi)在的聯(lián)系。1.1　真空電子器件的發(fā)展真空器件是現(xiàn)代工業(yè)尤其是國(guó)防裝備的心臟。20世紀(jì)中后期，隨著半導(dǎo)體行業(yè)的急劇發(fā)展，低頻率、中小功率的電子管基本被固態(tài)器件（半導(dǎo)體器件）取代，在低頻段，固態(tài)器件已占據(jù)統(tǒng)治地位，圖1-1為真空器件與固態(tài)器件單管輸出功率與頻率的關(guān)系。雖然半導(dǎo)體器件有了很大的發(fā)展，但在輸出功率、最高工作頻率、帶寬等方面，仍然受到極大的限制。這是因?yàn)檩d流子在半導(dǎo)體中的運(yùn)動(dòng)受到晶格的限制不可能有很高的速率，它的低電壓特性決定了它不可能有很大的功率輸出。在微波領(lǐng)域內(nèi)的中高頻段，半導(dǎo)體的發(fā)展遇到很大困難，幾十年來(lái)一直停滯不前。人們經(jīng)過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)和工作原理決定其很難在大功率和高頻率領(lǐng)域內(nèi)繼續(xù)發(fā)展，短期內(nèi)無(wú)法達(dá)到微波真空電子器件的使用要求。1990年美國(guó)國(guó)防部電子器件領(lǐng)導(dǎo)小組的研究報(bào)告指出，“半導(dǎo)體器件已經(jīng)接近其材料的極限，而真空電子器件頻率和功率增長(zhǎng)的潛力卻是顯而易見(jiàn)的”。近來(lái)幾次高科技戰(zhàn)爭(zhēng)，特別是第一次海灣戰(zhàn)爭(zhēng)充分顯示了微波管的重要作用。實(shí)踐證實(shí)，半導(dǎo)體即使采用功率合成，在一定時(shí)間內(nèi)，其功率輸出也難以達(dá)到微波管的水平。2000年12月美國(guó)國(guó)防部電子器件咨詢小組召開(kāi)了一次特殊技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)研討會(huì)，重新審視了真空電子器件的發(fā)展戰(zhàn)略?！?/pre>








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