中低温用Ce_(1-x)Gd_(x)B_(6)阴极材料结构及性能研究

作者：杨露辉; 袁铁锤; 邱东东; 赵瑞山; 刘华; 黄美松

来源：中国稀土学报, 2022, 1-10.

• 硼/碳热还原-热压烧结
• Ce_(1-x)Gd_(x)B_(6)阴极
• 结构
• 性能

采用硼/碳热还原-热压烧结集成工艺制备了高纯致密的Ce_(1-x)Gd_(x)B_(6)(x=0.1～0.4)多晶块体，系统研究Gd共掺杂CeB_(6)对其结构、力学性能与电学特性的影响。结果表明，Ce_(1-x)Gd_(x)B_(6)呈CsCl型简单立方单相结构，多晶块体力学性能优异，显微硬度可达22.72 GPa (x=0.1)，Ce_(1-x)Gd_(x)B_(6)阴极电阻率随着Gd含量的增加逐渐上升。热电子发射性能结果表明，Gd掺杂能够改善CeB_(6)阴极材料的发射特性，在测试温度1573 K，外加电压1 kV条件下，Ce_(0.9)Gd_(0.1)B_(6)阴极的发射电流密度为956 mA·cm~(-2)，零场发射电流密度为213.8 mA·cm~(-2)，Ce_(1-x)Gd_(x)B_(6)阴极在1323～1573 K中低温范围内平均有效功函数为1.985 ～2.01 eV。第一性原理计算结果表明，Gd掺杂CeB_(6)可减弱近费米能级Ce 4f态电子的局域化程度，引起费米能级升高，减小电子逸出功，增强阴极的发射电流密度。

• 单位
  中南大学; 湖南稀土金属材料研究院