PDF《漆世锴 王小霞 罗积润 赵青兰 李云》

5 (2016)

057901 1.0, 4.0 A/cm2 . 当阴极温度为1600和1700 ? C, 阳 极电压达到

300 V 时, j-U 特性曲线仍然没有出现 明显的空间电荷偏离点, 考虑到过高的阳极电压 将会使 Mo 筒阳极因为接收过大阴极电流而温度 过高, 从而使得测试结果不准确, 因此将最高阳 极电压限制在

300 V. 从图

5 可见, 当温度分别为 1600, 1700? C,

300 V 阳极电压对应的阴极热发射 电流密度分别为 7.74, 10.5 A/cm2 . 大功率连续波 磁控管工作在正常输出功率时, 纯W丝阴极的工 作温度在 2450―2700 K 之间, 对应的最大热发射 电流密度仅为1.98 A/cm2 , 而本文中所研制的阴极 仅在1450 ? C就能提供超过2 A/cm2 的热发射电流 密度. 图5直流发射电流密度随阳极电压的变化 Fig. 5. I-V curves of the cathode. 3.2 直热式阴极寿命特性 将进行阴极热发射特性测试后的真空二极管 装入寿命台进行寿命特性测试, 图6所示为该阴极 的寿命特性测试曲线. 从图中可知, 阴极在

1600 ? C 图6阴极寿命特性曲线 Fig. 6. Life curve of the cathode. 温度、1.5 A/cm2 直流负载下连续工作

3600 h 后, 发射电流密度没有明显的衰减迹象, 稳定的寿命曲 线说明该阴极具有较高的可靠性. 3.3 直热式阴极的逸出功 从金属中取出任何一个电子所需做的功称为 逸出功. 逸出功一般可以分为绝对零度逸出功和有 效逸出功. 绝对零度逸出功, 即假定逸出功与阴极 温度没有关系, 由理查森直线法给出, 又称为理查 森逸出功;

有效逸出功, 即考虑到温度对逸出功的 影响, 是通过实验中的温度T 和零场发射电流密度 j0 计算得来的, 用来比较各种阴极的热发射性能. 当考虑外电场对热发射的影响时, 热发射电流 密度可以写成 je = j0 e0.44 √ αUa/T , (1) 将(1)式两边取对数, 得到 lg je = lg j0 + 0.191 √ α T √ Ua, (2) 式中, α 取决于电极形状和距离, Ua 为阳极电压, j0 为零场发射电流密度. 当阴极工作在温度限制区 时, lg je 与√Ua 呈线性关系, 此时lg je- √ Ua 直线称 为肖特基直线 [20] . 该直线的截距即为零场发射电 流密度 j0. 根据零场发射电流密度公式(理查森........