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Pr1-xCexB6阴极材料的原位反应合成及性能研究
  • ISSN号:1000-3290
  • 期刊名称:《物理学报》
  • 时间:0
  • 分类:TQ174.758[化学工程—陶瓷工业;化学工程—硅酸盐工业]
  • 作者机构:[1]北京工业大学材料科学与工程学院新型功能材料教育部重点实验室,北京100124
  • 相关基金:国家自然科学基金(批准号:50871002),北京市自然科学基金(批准号:2112007)和北京市属高校人才强教青年骨干人才培养项目(批准号:PHR20110812)资助的课题.
中文摘要:

本文以CeH2,PrH2纳米粉和B粉为原料,在无氧环境下采用放电等离子原位反应成功制备了单相多元稀土六硼化物Pr1-xCexB6=(x=0.2—0.8)阴极材料.系统研究了掺杂元素Ce对Pr1-xCexB6的物相组成、力学性能及热电子发射性能的影响.结果表明,当烧结温度为1450℃,烧结压强为50MPa时可制得单相的Pr1-xCexB6多晶块体材料并且该系列样品具有良好的力学性能,维氏硬度和抗弯强度最高值分别达到了24.34GPa和226.02MPa,已达到单晶水平.热电子发射性能结果表明,随着Ce掺杂量的增加Pr1-xCexB6的发射电流密度线性增加.当阴极温度为1973K,外加电压为950V时,Pr0.4Ce0.686最大发射电流密度达到47-3A.cm^-2,该值远高于传统热压烧结法制备的发射电流密度.因此,本文该方法制备的Pr1-xCexB6多晶块体具有良好的力学性能和发射性能,作为热阴极材料将会有很好的应用前景.

英文摘要:

The polycrystalline Pr1-xCexB6(x = 0.2, 0.4, 0.6, 0.8) hexaborides are prepared by the reactive spark plasma sintering (SPS) method using mixed powder of Cell2, PrH2 and B. The effects of Ce doping on the phase composition, the mechanical properties and the thermionic emission properties of the hexaboride are investigated. The single-phased hexaborides Pr1-xCexB6 bulks are sintered at a temperature of 1450℃, pressure of 50MPa and holding time of 5 min, and the sintered samples show high value of Vickers hardness (24.34 GPa) and bend strength (226.02 MPa). The thermionic emission results show that with the increase of Ce content, the thermionic emission current density increases linearly and the maximum value of Pr0.4Ce0.6B6 reaches 47.3 A.cm-2 under an applied voltage of 950 V at 1973 K, which is much higher than that obtained by traditional method. Thus, the SPS technique represents a suitable method to synthesize the dense rare-earth hexaborides with excellent properties.

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期刊信息
  • 《物理学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国物理学会 中国科学院物理研究所
  • 主编:欧阳钟灿
  • 地址:北京603信箱(中国科学院物理研究所)
  • 邮编:100190
  • 邮箱:apsoffice@iphy.ac.cn
  • 电话:010-82649026
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-3290
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1958/O4
  • 邮发代号:2-425
  • 获奖情况:
  • 1999年首届国家期刊奖,2000年中科院优秀期刊特等奖,2001年科技期刊最高方阵队双高期刊居中国期刊第12位
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:49876