本项目拟对纳米复合阴极材料表面阴极斑点的特性进行较系统和深入的研究,着重研究复相材料的纳米结构和电子结构对阴极斑点的产生、几何结构以及运动过程的影响。通过纳米结构的控制,如控制第二相的数量、大小和分布,实现对阴极斑点的形成位置、数量、大小、运动方式和速度的调控。研究结果能使人们从更深入的层次(微米到纳米,从相的原子结构到电子结构)认识和理解阴极斑点现象,获得有关阴极斑点的新知识,具有重要的学术价值。同时,增加对阴极斑点特性的可调控性,可显著提高阴极材料的性能,有利于对传统的阴极材料进行具有自主知识产权的改造和提升,具有重要的工程应用前景。
项目较系统、深入地研究了纳米结构对纳米复合阴极材料表面阴极斑点的特性的影响,通过对纳米结构的控制实现对阴极斑点的数量、大小、运动的调控,避免阴极斑点的集群化。取得以下主要研究成果 1. 纳米结构能使电极表面的大阴极斑点裂变成小阴极斑点。阴极斑点的裂变有效地降低了电弧的单位面积能量输入密度,减轻了电弧烧蚀。 2. 阴极斑点在纳米晶CuCr25、AgSnO2、MoLa2O3等电极表面和金、银量子点上的运动具有半定向运动的特点,可有效减轻电弧烧蚀。 3. 在直径约10nm的Ag、Au量子点电极表面,阴极斑点的大小和形貌发生了明显的变化。 4. 高性能、低成本CuCr触头材料及关键制造技术于2006年获陕西省科学技术一等奖,于2007年获国家科学技术进步二等奖。 5. 在制备Ag,Au电极的过程中发现Ag晶体的生长前沿先形成非晶,然后非晶晶化成纳米颗粒的新现象。以上结果具有重要的学术价值,有利于对阴极斑点进行有效的调控,可显著提高阴极材料的性能,具有重要的工程应用前景。研究结果已总结出15篇论文,发表在国外SCI源学术期刊上。