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目前单支磁控管的功率与寿命远不能满足工业应用的要求。阴极作为磁控管的“心脏”部件，它的品质直接影响磁控管的输出功率和寿命。为了提高磁控管的输出功率、延长使用寿命，发展大功率长寿命的磁控管阴极就显得十分迫切和需要。本文制备了大功率连续波磁控管用新型合金阴极和含稀土氧化物难熔盐浸渍/掺杂W基直热式阴极，并对其热发射特性、次级电子发射系数、耐电子轰击特性、寿命及发射机理等进行了研究。 本研究主要内容包括：⑴通过5wt％质量百分数掺杂，制备了Re-W、Sc-W、Zr-W、Y-W等合金阴极，并对其次级电子发射系数进行了测试。结果表明，相比于其它几种金属，Re掺杂对提高纯钨阴极次级电子发射系数能力显著，因此对Re掺杂质量百分数进行了优化。优化发现当Re含量为5wt％左右时，合金阴极具有最大的次级电子发射系数，其值为1.8。在此基础上，对该阴极发射机理进行了探讨。⑵制备了难熔La2O3-Gd2O3-ZrO2、Y2O3-Gd2O3-ZrO2、Y2O3-Gd2O3-HfO2浸渍W基直热式阴极，并对其热发射特性进行了测试，发现Y2O3-Gd2O3-HfO2浸渍W基阴极具有更好的热发射能力，该阴极在1400℃、1700℃温度下分别可以提供超过1A/cm2、10.5A/cm2的空间电荷限制区电流密度。寿命试验结果显示该阴极在工作温度为1600℃，直流负载为1.5A/cm2下，寿命已经超过3600小时。此外，对该阴极的热发射机理进行了探讨。⑶制备了大功率连续波磁控管用Y2O3-Gd2O3-HfO2(Y-Gd-Hf-O)掺杂/浸渍W基直热式阴极，并对其热发射及耐电子轰击特性进行了测试。实验结果显示，50wt％Y-Gd-Hf-O掺杂W基阴极具有较大的热发射能力，1500℃温度下即可提供1.0A/cm2的拐点发射电流密度。30wt％、10wt％Y-Gd-Hf-O掺杂W基阴极，在经过14W/cm2功率电子连续轰击200h后，热发射电流密度分别从初始1.5A/cm2下降至1.3A/cm2、1.4A/cm2。而Y-Gd-Hf-O浸渍W基阴极在经过相同的轰击后，电流密度从初始1.5A/cm2下降至0.4A/cm2。最后，对阴极的热发射及耐电子轰击机理进行了有益的探讨。