一种多元稀土硼化物(La_xRE_1-x)B₆阴极材料的制备方法

摘要

一种多元稀土硼化物(La_xRE_1-x)B₆阴极材料及其制备方法属于稀土硼化物热阴极材料技术领域。目前，多元稀土硼化物的研究存在成分体系少，工艺复杂等问题。本发明阴极材料的组成为(La_xRE_1-x)B₆，RE选自Ce、Pr、Nd、Sm、Eu或Gd中的一种，0.2≤x≤0.8。本发明采用直流电弧蒸发法制得LaH₂和REH₂纳米粉末后，与原料B粉末在低氧环境下混合，采用SPS烧结：压力30～50MPa，升温速率100～200℃/min，烧结温度1300～1700℃，保温5～15min，制得(La_xRE_1-x)B₆。本发明方法烧结温度低、工艺简单，且制备的阴极材料高纯、高致密，具有优异力学和发射性能。

主权项

1、一种多元稀土硼化物(LaxRE1-x)B6阴极材料的制备方法，其中RE为Sm，其特征在于，包括以下步骤：1)采用直流电弧蒸发冷凝设备，以单质稀土金属La块为阳极，金属钨为阴极，在氢气和氩气的体积比为2∶1，总气压为0.1MPa的气氛中，反应电流40A，阳极与阴极间电压为50V，反应时间为30mi n，制备10～30nm的LaH2纳米粉末；2)采用直流电弧蒸发冷凝设备，以单质稀土金属Sm块为阳极，金属钨为阴极，在氢气和氩气的体积比为2∶1，总气压为0.1MPa的气氛中，反应电流40A，阳极与阴极间电压为50V，反应时间为30min，制备10～30nm的SmH2纳米粉末；3)将LaH2纳米粉末、SmH2纳米粉末和20～40nm的B粉末于氧含量30ppm的氩气气氛中，按摩尔比0.4∶0.6∶6，研磨混合后装入直径为20mm的石墨模具中；4)将模具置于SPS烧结腔体中，施加30MPa的轴向压力，在8Pa的真空条件下烧结，以100℃/min的升温速率升温，烧结温度为1300℃，保温15min，随炉冷却至室温，得到多元稀土硼化物(La0.4Sm0.6)B6阴极材料。