一种复合钨电极材料及其制备方法与流程

文档序号:37219450发布日期:2024-03-05 15:13阅读:38来源:国知局

本发明涉及复合钨电极,具体为一种复合钨电极材料及其制备方法。


背景技术:

1、钨熔点高,电子发射能力强,弹性模量高,蒸气压低,故很早就被用作热电子发射材料,纯金属钨极的发射效率很低,且在高温下再结晶形成等轴状晶粒组织而使钨丝下垂、断裂,为克服上述缺点,适应现代工业新技术、新工艺的发展,各国材料工作者正致力于研究和开发各种新型电极材料,从而复合钨电极得以发展。

2、现有的复合钨电极大多只是掺杂稀土氧化物进行改性,由于稀土的价格昂贵,导致复合钨电极的生产成本较高。


技术实现思路

1、本发明目的是提供一种复合钨电极材料及其制备方法,以解决现有技术中,复合钨电极大多只是掺杂稀土氧化物进行改性,由于稀土的价格昂贵,导致复合钨电极的生产成本较高的问题。

2、为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:本发明第一方面提供一种复合钨电极材料,包括以下组成成分:

3、钨粉、cnt/fe3o4复合材料、wc/cnt复合材料、碳化硅、稀土氧化物。

4、优选的,所述稀土氧化物为ceo2、tho2、la2o3、zro2和y2o3中一种或多种。

5、优选的,以质量百分比计,各组分的含量如下:

6、cnt/fe3o4复合材料0.6~1.2%、wc/cnt复合材料0.9~1.8%、碳化硅0.3~0.6%、稀土氧化物0.5~1%,其余为钨粉。

7、优选的,所述cnt/fe3o4复合材料、wc/cnt复合材料和碳化硅的含量比为2:3:1。

8、本发明第二方面提供一种本发明第一方面所述的复合钨电极材料的制备方法,包括以下步骤:

9、s1,cnt/fe3o4复合材料的制备:

10、称取cnt,加入到质量分数为10%的硝酸溶液中,在90℃温度下冷凝回流12h,取出cnt,干燥,将cnt分散在水中,超声振荡1~2h,然后称取适量的绿矾加入到分散液中,加入适量的聚乙二醇,使得聚乙二醇的含量为50g/l,继续分散超声1~2h,然后再加入适量的氨水和微量双氧水,氨水的含量为2.5wt%,转移至反应釜中,保持150~160℃恒温,水热反应12h,反应结束后,进行过滤、水洗、干燥,得到cnt/fe3o4复合材料;

11、s2,wc/cnt复合材料的制备:

12、称取cnt,放置在质量分数为10%的硝酸溶液中,在90℃温度下冷凝回流12h,然后将cnt放置到适量偏钨酸铵水溶液中,超声振荡1~2h,浸渍24h,再干燥,然后将样品放置在管式电阻炉中,通0.5h的氮气,然后通入甲烷和氢气的混合气体,升温至750~850℃,保持恒温12h,冷却后,得到wc/cnt复合材料;

13、s3,掺杂、压制成型、烧结,制得复合钨电极:

14、将钨粉、cnt/fe3o4复合材料、wc/cnt复合材料、碳化硅和稀土氧化物,按照含量进行混合,得到混合料,加入粘结剂,压制成型,采用垂熔烧结法制得钨棒,再经拉丝、矫直、切断和磨光等工艺,制得复合钨电极。

15、优选的,所述s2中甲烷和氢气的体积比为10:1

16、优选的,所述s3中粘结剂为乙醇和甘油的混合物,所述乙醇和甘油的体积比为2:3,所述粘结剂与混合料的用量比为10ml/kg。

17、本发明至少具备以下有益效果:

18、本发明提供的一种复合钨电极材料及其制备方法,所得产品具有很好的稳定性和优异的热电子发射能力,通过引进cnt/fe3o4复合材料、wc/cnt复合材料和碳化硅,大大降低了传统复合钨电极材料中稀土的含量,节约了成本。



技术特征:

1.一种复合钨电极材料,其特征在于,包括以下组成成分:

2.根据权利要求1所述的一种复合钨电极材料,其特征在于:所述稀土氧化物为ceo2、tho2、la2o3、zro2和y2o3中一种或多种。

3.根据权利要求1所述的一种复合钨电极材料,其特征在于,以质量百分比计,各组分的含量如下:

4.根据权利要求3所述的一种复合钨电极材料,其特征在于,所述cnt/fe3o4复合材料、wc/cnt复合材料和碳化硅的含量比为2:3:1。

5.一种如权利要求1~4任一项所述的复合钨电极材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

6.根据权利要求5所述的制备方法,其特征在于:所述s2中甲烷和氢气的体积比为10:1。

7.根据权利要求5所述的制备方法,其特征在于:所述s3中粘结剂为乙醇和甘油的混合物,所述乙醇和甘油的体积比为2:3,所述粘结剂与混合料的用量比为10ml/kg。


技术总结
本发明适用于复合钨电极技术领域,提供了一种复合钨电极材料及其制备方法,包括以下组成成分:钨粉、CNT/Fe3O4复合材料、WC/CNT复合材料、碳化硅、稀土氧化物;所述的复合钨电极材料的制备方法,包括以下步骤:S1,CNT/Fe3O4复合材料的制备;S2,WC/CNT复合材料的制备;S3,掺杂、压制成型、烧结,制得复合钨电极。本发明提供的一种复合钨电极材料及其制备方法,所得产品具有很好的稳定性和优异的热电子发射能力,通过引进CNT/Fe3O4复合材料、WC/CNT复合材料和碳化硅,大大降低了传统复合钨电极材料中稀土的含量,节约了成本。

技术研发人员:李文岭,赵长庆,李志伟
受保护的技术使用者:北京北钨科技有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/3/4
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