高纯纳米晶LaB<SUB>6</SUB>块体材料的原位合成方法

摘要

一种原位合成高纯纳米晶LaB₆块体材料的制备方法，属于热电子发射阴极材料的制备技术领域。现有技术制备出来的LaB₆材料发射性能差，晶粒粗大，抗弯强度低。本发明方法中，利用氢电弧等离子蒸发设备，以金属镧作为阳极，金属钨作为阴极，在氢气和氩气的混合气氛下，将原料金属镧块制备成颗粒尺寸在20－100纳米之间氢化镧纳米粉末；将该氢化镧纳米粉末放入氩气保护的预处理室，与纳米级的硼粉按La元素和B元素的摩尔比为1∶6配置，研磨均匀后装入石墨模具；将装好粉末的石墨模具放入放电等离子烧结设备中进行烧结。本发明制备的LaB₆块体材料纯度高，平均晶粒度为150nm左右，最大抗弯强度达到249.59MPa，是一种快速原位制备高纯度高性能LaB₆块体材料的方法。

主权项

1.一种原位合成高纯纳米晶LaB6块体材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：1)利用氢电弧等离子蒸发设备，以金属镧作为阳极，金属钨作为阴极，在氢气和氩气的混合气氛下，氢气和氩气体积比在0.2-0.8之间，总压力100-650torr范围，选择电弧电流50-150A，电弧电压20-40V，起弧时间0.5-2小时，将原料镧块制备成氢化镧的纳米粉末；2)将上述的氢化镧纳米粉末放入氩气体保护的预处理室，与纳米级的硼粉按La元素和B元素的摩尔比为1∶6配置粉末，该粉末研磨均匀后装入石墨模具；3)将装好粉末的石墨模具放入放电等离子烧结设备中进行烧结，烧结工艺为：温度为1150-1400℃，压力为30-50MPa，升温速率为80-120℃/min，保温2-10分钟。