文 献 综 述 1.引言微波器件（图1.1为典型的微波器件示意图）广泛用于雷达、电子对抗和通讯等国防重点工程领域，而阴极作为真空电子器件的电子发射源，对大功率微波器件的功率输出和寿命等性能起着至关重要的作用，被认为是微波电真空器件的”心脏”，是它们赖以工作的电子发射源泉，阴极技术是微波电真空器件生产制造和研发中的核心技术之一。

因此，在真空电子器件的研发领域，阴极技术的研究进展将在很大程度上决定了真空电子器件尤其是大功率微波器件的发展进程。

M型热阴极由于发射电流密度大、金属性强、寿命长，在微波电子管中得到广泛应用，已成为国防装备的关键，其结构见下图1.2。

从二十世纪七十年代末至今，阴极技术的研究成为国内外研究的热点，特别是随着阴极分析测试手段不断改进，阴极机理的研究不断深入，使阴极的发射和寿命提高到了一个新的水平。

图1.1行波管剖视图 (1)电子枪; (2)微波输入; (3)磁铁;(4)衰减器; (5)螺旋线; (6)微波输出; (7)真空管; (8)收集极 图1.2. ”M”型阴极组成及结构阴极作为电真空器件的核心部件，国内外研究机构一直致力于其性能水平的不断提高，以满足设备对大电流、低工作温度、长寿命的要求，同时还重点在可靠性方面进行了可控性研究；影响M型阴极组件质量稳定关键材料主要包括钨基体、铝酸盐、热丝、表面铂族金属层和氧化铝填充材料，而研制出高质量的浸渍钡钨阴极用铝酸盐是实现阴极材料电子均匀发射、保证高可靠性的技术关键所在。

多年来，为了得到电流发射密度大、低蒸发和长寿命的阴极，提出了各种组成的浸渍物，如碱土金属的硅酸盐、钍盐、硼酸盐、钨酸盐和钪酸盐等，目前国内外用量最大、使用最广泛的浸渍物是铝酸盐，不同配比制备的铝酸盐性能各具特色，实际的生产应用中，根据阴极对性能的要求，选择不同配比的铝酸盐。

2．浸渍钡钨阴极用铝酸盐研究概述 2.1 热阴极发展简史真空电子器件常用阴极分为热电子阴极、冷电子阴极、光电子阴极、次级电子阴极、离子电子阴极等，其中热电子阴极在真空微波器件中使用最为广泛，常称其为热阴极；自从1883年爱迪生发现热电子发射现象以来，热阴极经过一百多年的飞速发展，先后主要经历了三个发展阶段，即纯金属阴极、氧化物阴极和扩散式阴极发展阶段，其发展简史如下2.1所。

纯金属阴极:1883年，Thomas Edison 在实验时，发现纯金属热电子发射现象[1],即在灯泡里的一个电极相对炽热的灯丝构成了回路,这就是著名的Edison效应。

图2.1. 热阴极发展简史[2] 氧化物阴极：1903年,Wehnelt.A等人把碱土氧化物涂敷到金属电极上,从而发现了具有低表面逸出功的氧化物阴极。

氧化物阴极的出现是阴极历史上的一个里程碑[3]。