稀土钼阴极二次电子发射性能研究

稀土钼阴极材料的微观结构与性能研究稀土钼阴极材料是重要的电子元件，在电子工业、电气工程、自动化技术、微电子技术等领域中得到了广泛应用。

本文主要针对稀土钼阴极材料的微观结构与性能进行研究，旨在探究其中的物理机制及其相关的性能改善措施，为该材料的进一步开发提供理论支持。

首先，稀土钼阴极材料的微观结构是其性能的决定因素。

研究人员发现，稀土钼阴极材料的微观结构会影响其电子和热特性。

研究发现，稀土钼阴极材料表面的原子结构会影响其电子和热特性，特别是电荷传输性能和电容性能，从而影响其性能。

研究表明，稀土钼阴极材料的微观结构可以通过热变形、冷变形、轧制和热处理等过程改变，从而影响其电子特性和热传导性能。

其次，稀土钼阴极材料的性能受到化学组成的影响。

研究表明，稀土钼阴极材料的化学组成与其性能有关，其中稀土含量和钼含量越高，材料的电子和热传导性能越好。

经研究发现，当稀土含量和钼含量达到一定水平时，其导电能力和热导率将达到最大值，而当超过一定程度时，其性能会发生逆转，因此需要在微观结构和化学组成的优化的基础上，进一步优化稀土钼阴极材料的性能。

此外，热处理对稀土钼阴极材料的性能也有重要影响。

研究发现，稀土钼阴极材料在低温（低于500℃）及中温（500℃～1400℃）热处理条件下，其性能和结构差异较大，尤其是低温热处理条件下，材料的晶粒增大、晶界变窄，电子和热传导性能得到显著改善，因此，热处理也是优化稀土钼阴极材料性能的重要手段。

最后，可以通过改变稀土钼阴极材料的组成成分和表面微观结构来改善其性能。

研究发现，稀土的加入改善了钼的电磁特性；合金结构的调整可以改变表面形貌，从而改变电极的电容性能；多孔结构的改变可以改变热传导系数；等离子体处理技术可以改变表面电荷传输率。

因此，在改变材料的组成成分和表面微观结构的基础上，综合考虑稀土钼阴极材料的微观结构和性能，可以满足特定应用要求，提高稀土钼阴极材料的使用性能。

综上所述，稀土钼阴极材料的性能主要受其微观结构和化学组成的影响，为优化其性能，需要合理控制其微观结构和热处理参数，改变组成元素和表面微观结构，以及改善其化学组成，从而最大限度地提高稀土钼阴极材料的性能。

钼是一种具有许多优良的物理、化学和力学性能的金属，熔点高达2620 ℃，为典型的难熔金属。

由于钼原子间结合力极强，所以在常温和高温下强度及弹性模量都很高，并且膨胀系数小，导电、导热性能优良，抗腐蚀性能良好，被广泛应用于冶金、电气、化工、环保等行业，成为国民经济中重要的、不可替代的战略金属。

虽然钼的高温性能优异，但由于其塑-脆转变温度较高，高温条件下使用的钼回到室温附近时会出现严重的脆性，限制了其应用。

目前，国内外学者针对在钼中掺杂微量元素以获得更好的性能方面开展了大量的研究。

在钼中掺杂一定稀土氧化物，可以极大程度改善钼的韧性，降低韧脆转变温度，提高再结晶温度，改善高温力学性能，进一步扩大其加工及应用范围。

合金的掺杂工艺通常，在Mo金属中掺杂La2O3的方式主要有以下三种：(1) 固-固掺杂法：将钼粉与La2O3粉末通过球磨方式混合，经压型、再烧结形成钼合金；(2) 固-液掺杂法：将硝酸镧雾化喷入氧化钼，干燥后进行还原，经压型、再烧结形成钼合金；(3) 液-液掺杂法：向钼酸盐溶液加入可溶性镧盐溶液，通过喷雾干燥、还原、压型、烧结形成钼合金。

01固-固掺杂法目前固-固掺杂法工艺已十分成熟，能够较大程度提高钼的性能，但如果掺杂的稀土含量较少（<1%）时，存在稀土元素在基体中分布不均匀的问题。

刘涛等采用固-固混合法，将10%氧化镧以固态颗粒形式掺杂至二氧化钼中，经还原形成复合钼镧粉，经冷等静压和1900 ℃×3 h的高温烧结得到钼镧合金，粉末形貌和烧结钼镧合金组织如图1和图2所示，研究发现：氧化镧以团聚体或与二氧化钼碎屑形成团聚体形式存在。

其稀土相主要是La(OH)3，少量以La6Mo2O15存在于细小颗粒团聚体中。

图1 掺杂镧MoO2粉末扫描电镜图2 烧结钼镧合金扫描电镜采用混粉制料、压型、烧结的方法制备钼镧合金，通过对断口形貌的分析发现，固-固掺杂生产合金钼粉烧结后晶粒相对细小，断裂以沿晶断裂为主，而通过固-固悬浊液和固-固+喷水雾的方法制备的钼镧合金，其粉末晶粒较大，与固-液掺杂后制备的晶粒相似，合金密度有所提高。

材料科学与工程学院硕士研究生招生研究方向简介专业：080500材料科学与工程01光电薄膜及器件本方向主要研究薄膜材料结构与光电性能关系以及其表面/界面的物理与化学性质，优化与发展先进光电薄膜材料及其器件的制备方法、测量原理与应用技术。

主要研究方向有：（1）先进太阳能薄膜制备及器件技术；（2）新型氧化物半导体光电薄膜的掺杂改性及原型器件探索；（3）场发射纳米多层半导体薄膜制备及器件技术；（4）钙钛矿锰氧化物及半金属磁隧道结制备及器件开发；本研究方向曾主持完成国家973、863及国家自然科学基金等多项国家重点科技项目，获北京市科技进步奖3项，发表SCI收录论文100余篇，国家发明授权10余项。

目前在研国家自然科学基金、北京市科技新星科技等多个项目。

从事该研究方向的导师：严辉、张铭、王如志、王波02纳电子与磁电子学本方向主要研究纳米体系及低维材料的在热、电、磁等外场调制下的结构、电子与电荷的相互关联效应及新型纳电子器件制备技术探索。

主要研究方向有：（1）磁电调控作用下低维体系（量子点、量子线及二维电子气）量子输运问题研究；（2）基于纳米体系的第一原理、分子动力学及蒙特卡罗法的结构设计及性能模拟；（3）纳米场发射显示器件的冷阴极结构设计、制备及相关基础研究；（4）碳系（CNT及graphene）纳电子器件化技术基础研究；基于本研究方向，在国际重要学术刊物Phys. Rev. B, Appl. Phys. Lett.等发表论文多篇，申请国家发明多项，目前在研国家自然科学基金、北京市科技新星科技等多个项目。

从事该研究方向的导师：王如志、张铭、严辉03纳微仿生表面仿照动植物表面的特殊微观结构，利用低温等离子体相关技术制备纳米和微米多尺度的仿生复合结构，研究材料表面微观结构与表面功能特性间的本质联系，开发具有特殊润湿性能以及其它功能特性的表面材料，探索相关表面材料在自清洁、微流芯片以及舰船减阻等领域的实用途径。

83Metallurgical smelting冶金冶炼稀土火法冶金熔盐电解槽阴极设计的一些思考张家佩1，唐 焱2（1.桂林电子科技大学，广西 柳州 545616；2.桂林电子科技大学，广西 桂林 541004）摘 要：在熔盐电解槽结构中，阴极的设计至关重要，它影响着整个稀土冶炼过程，决定着生产产品的质量，本文从阴极材料的选择、阴极的形状、阴极的直径、极距、阴极在电解槽中的插入深度、阴极电流密度、阴极使用寿命的延长等方面思考阴极设计需要注意的问题。

关键词：熔盐电解槽；阴极；设计中图分类号：TF845 文献标识码：A 文章编号：11-5004（2020）15-0083-2收稿日期：2020-08作者简介：张家佩，男，生于1986年，汉族，广西柳州人，在职研究生，研究方向：机械工程领域。

稀土被称为“工业维生素”或者“工业黄金”，因其优异的化学性能被广泛应用于各种领域，成为国家重要资源。

火法冶金中的熔盐电解法是目前我国目前稀土金冶金生产企业常用来生产稀土金属及其合金的主要方法。

稀土熔盐电解法工艺中，电解槽阴极是最终产生我们所需要稀土金属单质的地方。

阴极设计的好坏决定着生产成本的高低、产品质量的好坏、生产管理的效率。

1 稀土熔盐电解的工作原理稀土熔盐电解法主要是利用稀土氧化物在电解槽发生电解反应时，带电电子会在电解槽内部熔盐直接接触的电极表面及其附近不停的移动。

它的工作原理为：电解前，首先把稀土氧化物投放到熔盐电解槽中在熔盐中进行溶解，通电后，电解槽中的阴离子阳极移动，阳离子向阴极移动，并分别在阴极和阳极上生成稀土金属和二氧化碳及其他气体。

2 阴极的设计考虑因素阴极的设计应该从阴极材料的选择、阴极的形状、阴极的直径、极距、阴极在电解槽中的插入深度、阴极电流密度、阴极使用寿命的延长等方面进行思考。

2.1 阴极材料最早的时候，阴极材料曾使用过碳棒、铁棒作为阴极材料，结果均不理想。

后来，金属材料钼和钨在高温下很难和稀土金属及其卤化物发生化学反应，逐渐取代其他金属成为制作阴极材料的首选。

发光材料的发光机理以及各种发光材料的研究进展罗志勇20042401143摘要：发光材料种类繁多，自然界中很多物质都具有不同程度的发光现象。

本文通过按照不同的发光机理，将现在常见的发光物质进行分类，并介绍他们的发展与研究进展。

关键词：发光材料发光机理进展1.前言物质的发光可由多种外界作用引起，如电磁辐射作用、电场或电流的作用、化学反应、生物过程等等。

根据不同的发光原因，可以将发光材料分为光致发光材料、电致发光材料、化学发光材料等等。

发光材料涉及了无机和有机功能材料和固、液、气三种聚集状态，所以又可以将发光材料分为无机固体发光材料和有机发光材料等等。

现在人们研究得比较深入的有有机电致发光材料、有机光致发光材料、有机偏振发光材料、稀土高分子发光材料、无机电致发光材料、纳米稀土发光材料等等。

不同的发光材料可以应用于各种光源、显示器等现代显示技术之中。

2.发光材料的发光机理2.1光致发光材料发光机理光致发光材料是指在一定波长的光照射，材料分子中基态电子(主要是π电子和f、d电子)被激发到高能态，电子从高能态回到激发态时，多余的能量以光的形式散发出来，达到发光的目的。

这种发光材料称为荧光材料，大部分的稀土发光材料均以这种方式发光，原因是稀土元素基本都具有f电子，并且f电子的跃迁方式多样，因此稀土元素是一个丰富的发光材料宝库。

2.2电致发光材料发光机理电致发光是在直流或交流电场的作用下，依靠电流和电场的激发使材料发光的现象，也称场致发光。

电致发光的机理有本征式和注入式两种。

本征式场致发光是用交变电场激励物质，使产生正空穴和电子。

当电场反向时，那些因碰撞离化而被激发的电子，又与空穴复合而发光。

注入式场致发光是指n-型半导体和p-型半导体接触时，在界面上形成p-n结。

由于电子和空穴的扩散作用，在p-n结接触面的两侧形成空间电荷区，形成一个势垒，阻碍电子和空穴的扩散。

n区电子要到达p区，必须越过势垒；反之亦然。

当对p-n结施加电压时会使势垒降低。

《稀土元素铕钐在Sr9Y（PO4）7材料中发光性能的研究》篇一一、引言稀土元素因其独特的电子结构和光学性质，在材料科学、化学、物理等多个领域中发挥着重要作用。

其中，铕（Eu）和钐（Sm）作为典型的稀土元素，其发光性能尤为突出。

Sr9Y（PO4）7作为一种具有良好光学性能的基质材料，已被广泛应用于发光材料的研究中。

本文将针对稀土元素铕、钐在Sr9Y（PO4）7材料中的发光性能进行深入的研究。

二、研究内容与方法（一）研究背景及意义近年来，随着LED技术的不断发展，对于具有优良发光性能的材料需求日益增加。

而稀土元素由于其特殊的电子层结构，在光激发下能发出具有高纯度和高亮度的光谱线，因此在LED等领域中具有重要的应用价值。

而Sr9Y（PO4）7作为一种新型的基质材料，其良好的光学性能和稳定性使其在发光材料领域中具有广泛的应用前景。

因此，研究稀土元素在Sr9Y（PO4）7中的发光性能，不仅有助于深入理解稀土元素的发光机理，同时也能为开发新型高性能LED材料提供理论支持。

（二）实验方法本实验采用溶胶-凝胶法制备了不同掺杂浓度的Eu和Sm在Sr9Y（PO4）7中的复合材料。

通过X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）等手段对材料的结构、形貌进行了表征；利用光谱分析技术，对样品的发光性能进行了详细研究。

（三）实验结果与分析1. 结构与形貌分析XRD结果表明，Eu和Sm成功掺入到Sr9Y（PO4）7的晶格中，并且随着掺杂浓度的增加，材料的晶体结构并未发生明显的改变。

SEM结果显示，材料的形貌随着掺杂浓度的增加也未发生明显变化。

2. 发光性能分析通过对样品的光谱分析，我们发现Eu和Sm的掺杂均能有效提高材料的发光性能。

Eu3+在Sr9Y（PO4）7中主要以红光发射为主，且其发光强度随掺杂浓度的增加先增强后减弱；而Sm2+在基质中的主要发射光谱为绿色，随着Sm2+掺杂浓度的增加，绿光强度也逐渐增强。

这表明通过调控掺杂浓度可以有效控制样品的发光颜色。

共沉淀法制备稀土氟化物（LaF3:Ce,Tb）发光纳米颗粒及性能测试一、实验导读1. 稀土发光材料基本原理稀土于1794年由芬兰科学家加多林首次发现，稀土是一组典型的金属元素，其活性仅次于碱金属和碱土金属。

稀土共有17个元素，即周期表中第57~71号的15个镧系元素，镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、钷(Pm)、钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dv)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)、镥(Lu)，再加上第三副族的21号元素钪(Sc)和39号元素钇(Y)。

由于稀土元素具有未充满的4f电子层结构，即(Xe)(4f)n(5s)2(5p)6，且具有多种不同排布方式，因此具有特殊的光、电、磁等性能（如表1所示），因而稀土离子可以作为激活剂掺入基质产生特殊的发光现象。

稀土元素的发光主要是其三价阳离子（Ln3+）的4f 电子在不同能级之间的跃迁而产生的。

在f 组态内不同能级之间的跃迁称为f－f跃迁；在f 和d 组态之间的跃迁称为f－d 跃迁，其光谱大概有30000 条。

稀土发光材料可以发射从紫外光、可见光到红外光区的各种波长的电磁辐射。

由于很多稀土离子具有丰富的能级和它们的4f 电子跃迁特性，使稀土成为一个巨大的发光宝库。

相比其它发光材料，稀土材料发光具有无可替代的优点。

首先由于4f电子处于内层轨道，受到外层s和p轨道的有效屏蔽，较难受到外部环境的干扰，4f能级差极小，所以跃迁呈现尖锐的线状光谱，发光的色纯度高；其次稀土离子发光的荧光寿命跨越从纳秒到毫秒的6个数量级，而且吸收激发能量的能力强，转换效率高；同时它们的物理化学性能稳定，能承受大功率的电子束、高能射线和强紫外光子的作用等。

因此，稀土发光材料在各个发光波长区域都受到了广泛关注。

表1 稀土元素基态原子和离子的电子组态2. 氟化物稀土掺杂发光颗粒氟是元素周期表中电负性最强的元素，解离能低，几乎能与元素周期表中所有的元素（He、Ne除外）发生化学反应，与氟成键的生成热通常较大。

稀土钼阴极材料的微观结构与性能研究随着电化学技术的发展，稀土钼阴极材料的应用已成为当今电池研究的热点，它的应用不仅有助于提升电池的性能，而且可以提高电池的耐久性。

稀土钼阴极材料的微观结构和性能对电池性能至关重要，因此，研究其微观结构和性能对于改善电池性能具有十分重要的意义。

首先，讨论稀土钼阴极材料的微观结构。

稀土钼阴极材料的微观结构主要包括晶体结构、组成结构、表面构型以及总体结构等。

晶体结构是由晶面、晶胞和大小形成的三维晶系，它主要分为层状晶系、立方晶系、六方晶系和其它晶系等。

组成结构主要包括稀土元素、钼元素和阴极材料其它元素三者的比例及分布。

表面构型包括表面粗糙度、包覆物、吸附物及孔隙等。

总体结构涉及到稀土钼阴极材料的类型、大小、表面构象等。

其次，讨论稀土钼阴极材料的性能。

稀土钼阴极材料的性能主要有储钴性能、稳定性和耐久性三大特性。

储钴性能是指稀土钼阴极材料的能力，其可以存储和释放电池的能量。

稳定性是指稀土钼阴极材料的能力，其能够在多次充放电循环中维持机械结构和电化学性质的稳定。

耐久性是指稀土钼阴极材料的能力，其能够在长期使用中保持良好的功能性能。

最后，总结一下，稀土钼阴极材料的微观结构和性能是影响电池性能的关键，诸如晶体结构、组成结构、表面构型和总体结构等都可以改善电池的性能。

此外，稀土钼阴极材料的储钴性能、稳定性和耐久性都影响电池的性能。

因此，研究稀土钼阴极材料的微观结构和性能对于提高电池性能具有重要意义。

综上所述，稀土钼阴极材料的微观结构和性能研究是一个十分重要的课题，在电池研究中具有广泛的意义，需要有关人员加以重视和深入研究。

进一步研究有助于提高稀土钼阴极材料的性能，改善电池的性能，实现电池的更高效率和更稳定的运行效果等。

稀土磁性材料研究进展屈凯　刘国征/文 随着全球能源危机和环境问题的日益严重，风电和新能源汽车等清洁高效的动能供应方式将会得到持续大规模应用。

这一趋势也将推动磁性材料的快速发展，尤其是稀土永磁材料，图1是稀土永磁材料近些年的产量及增速情况示意图。

在风电方面，根据国务院新能源发展规划，到2025年国内清洁能源占比达到国内能源供给的20%左右，未来5年中国风电新增装机量平均在50 GW/年，全球新增装机量有望达到100 GW/年。

直驱和半直驱型交流永磁同步电机对钕铁硼的消耗量约0.67吨/MW，2021 ~ 2025年国内稀土永磁体需求有望维持13000吨 ~ 16000【摘要】稀土磁性材料自20世纪问世以来已经取得了显著的发展成效，但是，过去的稀土磁性材料一直过度依赖于Pr、Nd、Dy、Tb 等贵重稀土，其大规模应用导致了我国稀土资源应用不平衡的现状。

所以，以合理成本获得高性能磁体成为了研发热点。

随着智能化科技发展需求，稀土磁性材料也在各种高端制造领域成为重要的功能材料，许多稀土磁性材料的研究也以此展开。

此外，随着绿色环保的发展趋势，稀土磁性材料的表面防护以及回收再利用也成为当前的研究热点。

本文在这几个方面展开了介绍，阐述了当前稀土磁性材料及其功能材料的研究进展，并对其未来发展作了简要分析。

希望本文能对稀土磁性材料的发展起到积极影响。

【关键词】稀土磁性材料；功能材料；研究进展图 1 2017 ~ 2022年中国稀土永磁材料产量及增速情况示意图（2023年为预估）图2 2:17型钐钴烧结磁体微米晶粒内部的富Fe/Co 的菱方结构、2:17R 相、富Sm/Cu 的六方结构（简称1:5相）和贯穿纳米胞状组织的富Zr 的SmCo 片层相（简称1:3R 相）吨/年之间，全球风电对钕铁硼的需求量2025年有望达到30150吨。

在新能源汽车方面，一辆新能源汽车驱动电机一般用2.4 kg 左右的稀土永磁体，除了驱动电机之外，汽车上还有几十个部位需要用到稀土永磁体。

稀土氧化物复合钨钼阴极材料
标题：稀土氧化物复合钨钼阴极材料的研究与应用
一、引言
随着科技的发展，新型材料的研发和应用越来越受到人们的关注。

其中，稀土氧化物复合钨钼阴极材料由于其独特的性能和广泛的应用前景，成为了一种备受瞩目的新材料。

二、稀土氧化物复合钨钼阴极材料的性质
稀土氧化物复合钨钼阴极材料具有良好的导电性、高温稳定性以及抗氧化性。

此外，通过调整稀土元素的种类和比例，可以改变材料的晶体结构和电子结构，从而进一步优化其性能。

三、制备方法
稀土氧化物复合钨钼阴极材料的制备方法主要包括粉末冶金法、化学气相沉积法等。

这些方法可以根据需要，精确控制材料的成分和微观结构，从而得到高性能的阴极材料。

四、应用领域
稀土氧化物复合钨钼阴极材料在许多领域都有重要的应用。

例如，在能源领域，它可以用于燃料电池和电解槽中；在电子工业中，它可以用作高温发热元件和电接触材料；在航空航天领域，它可以用作高温耐热涂层和抗辐射材料。

五、发展前景
随着对高性能材料需求的增加，稀土氧化物复合钨钼阴极材料有着广阔的发展前景。

未来，我们可以通过改进制备工艺，提高材料的性能，同时也可以开发新的应用领域，推动相关技术的进步。

六、结论
总的来说，稀土氧化物复合钨钼阴极材料是一种非常有潜力的新材料。

尽管目前还存在一些挑战，但我们相信，通过科研人员的努力，这种材料将会在更多的领域得到应用，并发挥出更大的作用。

专利名称：含铈的稀土钼电子发射材料及其制备方法专利类型：发明专利
发明人：王金淑,刘伟,周美玲
申请号：CN200510077234.7
申请日：20050620
公开号：CN1693284A
公开日：
20051109
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明属稀土难熔金属阴极材料领域。

现有阴极材料无法满足较高阴极发射能力的电子管和磁控管的要求。

本发明材料特征在于：含有占总重4－30％wt的稀土氧化物CeO或CeO、YO的组合，其余为钼。

其制备方法：在钼酸铵水溶液中加入稀土硝酸盐水溶液，用量按稀土氧化物占稀土钼粉总质量4－30％wt，然后加入柠檬酸溶液，60－90℃水浴后于100－150℃烘干形成凝胶；500－550℃、大气气氛下，去除胶体中的C和N元素；在氢气气氛下进行还原，第一步为500－550℃，保温2－4小时；第二步还原温度为900－1000℃，时间为1－2小时，获得稀土钼粉，然后用粉末冶金方法制备本发明材料。

其次级发射系数高于含镧的阴极材料；最大次级发射系数对应的激活温度低于含镧阴极材料的最佳激活温度。

申请人：北京工业大学
地址：100022 北京市朝阳区平乐园100号
国籍：CN
代理机构：北京思海天达知识产权代理有限公司
代理人：张慧
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