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悬浮区域熔炼法制备Ce1-xPrxB6单晶体及其热发射性能研究
  • ISSN号:1000-324X
  • 期刊名称:《无机材料学报》
  • 时间:0
  • 分类:TQ174[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, [2]阿姆斯特丹大学范德瓦尔斯-塞曼研究所,阿姆斯特丹1098XH
  • 相关基金:国家自然科学基金(50871002); 北京市自然科学基金(2112007)
中文摘要:

以CeB6和PrB6粉末为原料,采用放电等离子烧结结合悬浮区域熔炼法成功制备了晶体质量良好的多元稀土六硼化物Ce1-xPrxB6(x=0.1、0.2、0.4)单晶体,并系统研究了该系列单晶体(100)晶面热电子发射性能。结果表明:Ce0.8Pr0.2B6单晶(100)晶面具有最好的热发射性能,在1873 K,最大电流发射密度达到66.07 A/cm^2,比CeB6单晶的电流发射密度提高约20%。此外,Ce0.9Pr0.1B6、Ce0.6Pr0.4B6单晶(100)晶面的热发射电流密度分别为65.81 A/cm^2和65.31 A/cm^2。Ce0.8Pr0.2B6单晶(100)晶面的逸出功最低,为2.61 eV,其它单晶(100)晶面的逸出功在2.64~2.753 eV范围内。因此,Ce1-xPrxB6多元稀土六硼化物单晶具有良好的发射性能和低的逸出功,作为热阴极材料有很好的应用前景。

英文摘要:

High-quality single crystals Ce1-xPrxB6(x = 0.1, 0.2, 0.4) hexaborides were successfully prepared by the reactive spark plasma sintering(SPS) combining with the floating zone melting method using powder of CeB6 and PrB6 as raw materials. The thermionic emission properties of the(100) plane of single crystals were investigated. Results show that the(100) plane of Ce0.8Pr0.2B6 single crystal has the maximum emission current density, 66.07 A/cm^2 at 1873 K, which is higher than the current reported CeB6 single crystal, increased by about 20%. In addition, the thermal emission current density of(100) plane of Ce0.9Pr0.1B6, Ce0.6Pr0.4B6 single crystals are 65.81 A/cm^2 and 65.31 A/cm^2, respectively. The(100) plane of Ce0.8Pr0.2B6 single crystal has the lowest work function of 2.61 eV, while the work functions of other single crystals are in the range of 2.64-2.753 eV. Therefore, single crystals Ce1-xPrxB6 hexaborides have good thermionic emission and low work function, which promises good prospects in the application as a hot cathode material.

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期刊信息
  • 《无机材料学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国科学院上海硅酸盐所
  • 主编:郭景坤
  • 地址:上海市定西路1295号
  • 邮编:200050
  • 邮箱:wjclxb@mail.sic.ac.cn
  • 电话:021-52411302
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-324X
  • 国内统一刊号:ISSN:31-1363/TQ
  • 邮发代号:4-504
  • 获奖情况:
  • 获"中国百种杰出学术期刊"称号
  • 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,美国剑桥科学文摘,美国科学引文索引(扩展库),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),瑞典开放获取期刊指南,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:21274