回旋管、速调管、行波管、磁控管等具有高功率,高频率的特点,在军事电子领域获得广泛应用。热阴极是真空电子器件的电子发射源,其质量的好坏对器件的性能有十分重要的影响。浸渍型钡钨阴极是真空电子器件的常用热阴极,而发射高、稳定性好的钡钨阴极的核心材料——铝酸盐还依赖进口。因此,继续开展热阴极用铝酸盐的深入、系统研究对提升我国大功率真空器件的性能具有重要的工程价值。性能优良的热阴极需要发射电流密度大,发射电子空间分布均匀,寿命长,激活时间短,活性物质蒸发小,抗离子轰击等优势。本文针对国产铝酸盐批次间发射电流密度不稳定的缺点,研究浸渍型阴极活性物质的成分、工艺、物相结构对试验阴极发射电流密度的影响。612铝酸盐具有发射高,蒸发低等优点,是本文的主要研究对象。首先采用粉末X射线衍射对进口612铝酸盐的物相结构进行分析;然后以512铝酸盐为起点,围绕B5CA相的形成条件,制备了（6-x）BaO·xCaO·2Al₂O₃、xBaO·1CaO·2Al₂O₃等系列铝酸盐,详细研究了材料中BaO、CaO等组元的含量、烧结温度、烧结气氛、烧结时间等参数对产物结构的影响,合成了一系列结构与发射性能不同的铝酸盐和含钪铝酸盐,经过相结构分析与试验阴极电子发射能力测试,建立了612铝酸盐的物相结构随成分、烧结温度等工艺参数变化的关系,获得的612铝酸盐发射电流密度与进口铝酸盐相当,实现了对其结构和性能的控制。本文获得的主要结论如下:1.X射线粉末衍射分析和Retvield精修表明,进口高性能612铝酸盐由B5CA+BaCO₃复相组成。2.通过对空气气氛中烧结612及其近邻成分铝酸盐的结构分析表明,CaO含量的增加能稳定B5CA相;而BaO含量的增加,能促进B3CA相的形成;612铝酸盐在空气中烧结后为B3CA单相结构。3.在1200℃温度下,经特殊氧化性气氛烧结,能抑制B3CA相的形成,获得与进口612盐相同的物相结构。4.在同样的温度条件下,612铝酸盐的发射电流密度大于512铝酸盐;而具有B5CA+BaCO₃结构的612铝酸盐1130℃B下的偏离点电流密度高达6.8A/cm²,与进口铝酸盐发射性能相当,大于具有B5CA+B3CA结构的612铝酸盐（6.3A/cm²）。5.当在512铝酸盐中添加少量（<7wt.%）Sc₂O₃进行烧结,所得铝酸盐是由B5CA和Ba₂ScAlO₅相;随着Sc₂O₃含量的增多,钪酸盐（Ba₂ScAlO₅）含量也增加。添加Sc₂O₃的铝酸盐的电子发射能力明显强于不含钪的铝酸盐;对于基体成分为512的含钪铝酸盐而言,3%Sc₂O₃铝酸盐的发射电流密度达18A/cm²（1100℃_B）明显高于5%和7%Sc₂O₃的铝酸盐。含相同比例Sc₂O₃的不同的铝酸盐所浸渍成的阴极电子发射能力差别较大,以Sc₂O₃含量为3%的512盐的发射电流密度大于612盐和812盐。