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放电等离子体烧结(SPS)制备多晶La_0.4Pr_0.6B₆块体及其发射性能研究

马汝广 , 刘丹敏 , 周身林 , 张久兴

无机材料学报 doi:10.3724/SP.J.1077.2010.00743

采用氢直流电弧法制备了LaH₂和PrH₂粉末, 然后利用放电等离子体烧结(SPS)技术制备了多晶的La_0.4Pr_0.6B₆致密块体. 系统分析了烧结温度对样品微观结构及性能的影响, 研究结果表明: 烧结温度高于1350℃时可形成La_0.4Pr_0.6B₆纯相, 且样品致密度随着烧结温度的升高而增加. 所制备材料的密度、维氏硬度和抗弯强度的最大值分别达到4.82g/cm³、19.14GPa和225.13MPa; 测试了40MPa、1400℃烧结样品的热电子发射性能, 当阴极温度为1873K时最大发射电流密度为30.65A/cm²; 利用Richardson直线法求出了所测试样品绝对零度时的逸出功f₀为2.165eV, 并计算出了样品在不同加热温度时的有效逸出功f_eff, 其平均值为2.84eV.

关键词: 放电等离子体烧结(SPS) , polycrystalline La_0.4Pr_0.6B₆ , thermionic emission property , effective work function

悬浮区域熔炼法制备Ce1-xPrxB6单晶体及其热发射性能研究

张繁星 , 张忻 , 张久兴 , 梁超龙 , 黄颖凯

无机材料学报 doi:10.15541/jim20140027

以CeB6和PrB6粉末为原料,采用放电等离子烧结结合悬浮区域熔炼法成功制备了晶体质量良好的多元稀土六硼化物Ce1-xPrxB6(x=0.1、0.2、0.4)单晶体,并系统研究了该系列单晶体(100)晶面热电子发射性能.结果表明:Ce0.8Pr0.2B6单晶(100)晶面具有最好的热发射性能,在1873 K,最大电流发射密度达到66.07 A/cm2,比CeB6单晶的电流发射密度提高约20％.此外,Ce0.9Pr0.1B6、Ce0.6Pr0.4B6单晶(100)晶面的热发射电流密度分别为65.81 A/cm2和65.31 A/cm2.Ce0.8Pr0.2B6单晶(100)晶面的逸出功最低,为2.61 eV,其它单晶(100)晶面的逸出功在2.64～2.753 eV范围内.因此,Ce1-xPrxB6多元稀土六硼化物单晶具有良好的发射性能和低的逸出功,作为热阴极材料有很好的应用前景.

关键词: Ce1-xPrxB6单晶体 , 悬浮区域熔炼法 , 热电子发射性能

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