一种五元稀土硼化物单晶热阴极材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种五元稀土硼化物单晶热阴极材料及其制备方法，其组成为(CexLa(1‑x)/3Pr(1‑x)/3Nd(1‑x)/3)B6，0＜x＜1；其通过放电等离子烧结与光学区熔相结合的方法制备获得。本发明专利技术所制备的五元稀土硼化物(CexLa(1‑x)/3Pr(1‑x)/3Nd(1‑x)/3)B6单晶尺寸大(直径可达6mm)，且晶体质量高、热发射性能好。

Five element rare earth boride single crystal hot cathode material and preparation method thereof

The invention discloses a five yuan single crystal rare earth boride cathode material and preparation method thereof, which is composed of (CexLa (1 x /3Pr (1) x (1) /3Nd x) /3) B6, 0 < x < 1; preparation method by spark plasma sintering and optical zone melting the combination of. Five yuan of rare earth boride prepared by the invention (CexLa (1 x /3Pr (1) x (1) /3Nd x) /3) B6 single crystal size (diameter 6mm), and the crystal of high quality, good heat emission performance.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种五元稀土硼化物单晶热阴极材料，属于稀土硼化物热阴极材料

技术介绍
六硼化物单晶是由稀土元素与硼组成的金属陶瓷单晶材料，具有逸出功低、熔点高、蒸发速率小、耐离子轰击能力强、动态环境下重复使用性好等优点，是一种优异的热电子发射阴极材料，广泛应用于卫星、航天器、核能、等离子体源、电子束加工、电子显微镜、电子束焊机、3D打印机等国防和民用高科技领域。自1951年J.M.Lafferty发现六硼化镧具有优异的电子发射特性以来，其引起了世界各国科学家的兴趣，从此开启了稀土六硼化物的研究热潮。研究的热点主要侧重于LaB6和CeB6等二元稀土硼化物，20世纪60年代末人们发现多元稀土六硼化物电子发射性能优于二元六硼化物。但到目前为止，国内外对多元稀土六硼化物研究和应用非常匮乏，特别是单晶体。CeB6、LaB6、PrB6、NdB6均具有CaB6型立方结构，空间群为Pm-3m，为稀土六硼化物单晶中稀土元素的无序替代奠定了基础。目前，六硼化物单晶的主要制备方法有气相沉积法、熔盐电解法、铝熔剂法和区域熔炼法。气相沉积法制备单晶体的生长速度较低，因此该方法主要用于薄膜单晶体的制备本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种五元稀土硼化物单晶热阴极材料，其特征在于：所述单晶热阴极材料的组成为(CexLa(1‑x)/3Pr(1‑x)/3Nd(1‑x)/3)B6，0＜x＜1。

【技术特征摘要】
1.一种五元稀土硼化物单晶热阴极材料，其特征在于：所述单晶热阴极材料的组成为(CexLa(1-x)/3Pr(1-x)/3Nd(1-x)/3)B6，0＜x＜1。2.一种权利要求1所述五元稀土硼化物单晶热阴极材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)将CeB6、LaB6、PrB6、NdB6粉末按摩尔比x：(1-x)/3：(1-x)/3：(1-x)/3球磨混合均匀并干燥，所得混合粉末装入石墨模具中，预压成型，成型压力为2～10MPa；然后将石墨模具放入放电等离子烧结炉的炉腔内，抽真空至真空度不高于5Pa，施加20～50MPa的轴向压力，升温至1500～1900℃，保温5～10min；完成后随炉冷却，在炉温不高于50℃时取出试样，获得多晶样品；(2)用电火花线切割机将所述多晶样品切割为Ф4～8mm的多晶试棒，并用砂纸打磨光滑，然后超声清洗、干燥备用；(3)以两根步骤(2)所得多晶试棒分别作...

【专利技术属性】
技术研发人员：张久兴，王盼，杨新宇，宁舒羽，王衍，胡可，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：安徽;34