CN105788996B

CN105788996B - 一种亚微米薄膜钪钨阴极及其制备方法

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Publication number: CN105788996B
Application number: CN201410808422.1A
Authority: CN
Inventors: 王萍; 李季; 王辉
Original assignee: CETC 12 Research Institute
Current assignee: CETC 12 Research Institute
Priority date: 2014-12-22
Filing date: 2014-12-22
Publication date: 2018-02-06
Anticipated expiration: 2034-12-22
Also published as: CN105788996A

Abstract

本发明公开了一种亚微米薄膜钪钨阴极的制备方法，包括将钨粉压制、烧结，得到阴极基体；将阴极基体浸渍活性物质钡钙铝化合物；将浸渍了活性物质的阴极基体装配到含热子的阴极支持筒中；用直流磁控溅射在阴极基体表面沉积亚微米钪钨薄膜，得到亚微米薄膜钪钨阴极。本发明制得的阴极的电流密度大，工作温度低，工作时间长，制造方法简单、可操作性强、重复性好。

Description

一种亚微米薄膜钪钨阴极及其制备方法

技术领域

本发明涉及电真空元器件领域。更具体地，涉及一种亚微米薄膜钪钨阴极及其制备方法。

背景技术

阴极电子发射体经过近一个世纪的发展，在许多科学与技术的前沿领域占据着不可替代的地位。在军事、空间技术，电子加速器及自由电子激光等技术领域中，对低温、大电流密度、高均匀发射和长寿命的电子发射体的需求始终十分迫切。阴极发射性能、工艺稳定性和可靠性显然也对成本昂贵的电子器件的研制与生产十分重要。事实上，阴极发射体的改进还会对真空电子器件发展及性能提升起到了推动作用。真空电子器件包括微波真空电子器件、相对论真空电子器件、真空电子显示器件、真空电子照明器件和采用电子源的离子器件等。

以钨基体、碱土金属钡为活性物质的扩散型阴极在当前各类真空电子器件中位居首选，应用广泛。七十年代末期，稀土元素钪Sc被引入这种电子发射体并展示了对扩散阴极发射性能的明显改进，从而引起了广泛得关注。在此后的二十多年中，世界各国相继发展了各种变体的含钪扩散阴极，使逸出功最终降低至1.5-1.6电子伏特；在获得同样电流密度时，比M型扩散阴极的工作温度下降200℃左右，大大地提高了电子发射体的性能。

含钪扩散阴极的类型大致有以下几类：

1)将Sc₂O₃添加在扩散阴极铝酸钡盐中的浸渍型钪酸盐阴极。1977年由Philips公司提出，发射性能为：工作温度1000℃时，发射电流密度5A/cm²，寿命约3000小时(US4007393)。

2)将Sc₂O₃添加在钨基体中的混合基含钪阴极。这类阴极中通常将Sc₂O₃与钨粉机械混合，经压制、烧结制成含钪多孔钨基底，随后浸渍铝酸钡构成扩散型含钪阴极。这种阴极形式是由日本Hitachi于1984年首先提出，该阴极在工作温度850℃时，脉冲发射电流密度10A/cm²(S.Yamamoto,S.Taguchi,T.Aida,Appl.Surf.Sci.17(1984)504-516)。

3)混合基“顶层”含钪阴极。由Philips公司于1986年公布(J.Hasker,J.VanEsdonk and J.E.Crombeen.Appl.Surface Sci.26(1986)173.)。这种阴极是将0.1mm厚的含钪多孔钨体置于普通多孔钨体之上，构成含钪“顶层”，再浸渍铝酸盐。它具有对发射有利的含钪表面，同时保留了能充分供应和储存活性钡的普通多孔钨基底，从而改进阴极的性能。但是由于其工艺复杂，不适用于工艺生产。于是，Philips公司于1990年重新转入混合基阴极研究(U.van Slooten,Peter A.Duine Appl.Surf.Sci.111(1997)24-29)，得到的阴极的脉冲发射能力在工作温度为1000℃达到了100A/cm²。

4)薄膜型“顶层”含钪阴极。它是藉助在普通浸渍型扩散阴极上沉积一层含钪薄膜的方法实现含钪“顶层”的添加。沉积的方法可以是射频溅射(Yamamoto S,Taguchi S andAida T et al.Appl.Surface Sci.17(1986)517)或激光蒸发(CN1128403A)，沉积的薄膜可以是W+Sc₂O₃、W+Sc₂W₃O₁₂(S.Yamamoto,I.Watanabe,S.Taguchi et al,Jpn.J.Appl.Phys.28(1989)490-494.)或W/Sc₂O₃+Re(G.Gartner,P.Geittner,H.Lydton,A.Ritz,Appl.Surf.Sci.111(1997)11-17)。薄膜型“顶层”含钪阴极能引入具有一定厚度的均匀沉积的含钪薄膜。对钪系阴极的研究表明，阴极表面的Sc若以元素状态存在，对发射是没有贡献的，只有当Sc为氧化态时，才能够在随后的激活过程中使阴极的逸出功降低。所以，薄膜型钪系阴极的工艺关键必须满足以下两点：1)薄膜的覆盖不能改变原浸渍阴极表面的导电特性；2)薄膜中的Sc必须是氧化态存在的^[。现有的薄膜型“顶层”含钪阴极引入具有一定厚度的均匀沉积的含钪薄膜，但是射频溅射会导致靶材中氧化钪的分解，为了使得薄膜中的Sc是氧化态，必须对***充氧气并严格的控制气体分压，这使得对溅射成膜的条件的控制变得相当困难；而激光蒸发法虽然具有无需对***引入活性气体即可使Sc在膜内保持完全氧化态，但其制作工艺复杂，可控性差。此外，JP特开平6-260084和CN102522281公开了采用直流溅射来制得薄膜型钪系阴极。

以上这些含钪阴极均存在：1)钪及其氧化物的扩散性能不良，使补充困难。当高温蒸发或承受离子轰击而损失时，难以得到恢复，直接影响阴极的发射与寿命；2)添加的钪或其氧化物分布不均匀，从而造成发射不均匀；3)工艺复杂，且重复性差。

因此，需要一种新的制备含钪阴极的方法，避免前面提及的缺陷。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种亚微米薄膜钪钨阴极。

本发明的另一个目的在于提供上述亚微米薄膜钪钨阴极的制备方法。

为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种亚微米薄膜钪钨阴极的制备方法，包括以下步骤：

1)将钨粉压制、烧结，得到阴极基体；

2)将阴极基体浸渍活性物质钡钙铝化合物；

3)将浸渍了活性物质的阴极基体装配到含热子的阴极支持筒中；

4)用直流磁控溅射在阴极基体表面沉积亚微米钪钨薄膜；直流磁控溅射时，靶材的原料为溶胶凝胶法制得的亚微米尺度的氧化钪掺杂钨粉；采用阶梯加电压方式，先在溅射电压350-450V保持4-6分钟；再在溅射电压750-850V保持4-6分钟；最后在溅射电压1150-1250V保持40-60分钟，得到亚微米薄膜钪钨阴极。

步骤1)中，钨粉为高纯微米级钨粉；所述压制是采用等静压技术，压制温度为室温、压制压力为2-2.5吨；所述烧结是在氢气气氛中烧结，烧结温度为1900-2000℃，烧结时间为40-60分钟。

烧结后得到多孔钨基体，将多孔钨基体经过浸铜、机械加工、去铜，得到阴极基体；所述浸铜是把铜在温度1400-1500℃条件下熔化，之后利用毛细现象将铜浸渍到多孔钨基体中；所述机械加工是利用车制、电火花等加工方法把浸铜钨基体加工成所需要的形状，具体步骤和条件可参考现有文献；所述去铜是利用化学方法或者高温蒸发法去除加工好的浸铜钨基体中的铜，具体步骤和条件可参考现有文献。

步骤2)中，钡钙铝化合物可以是钡钙铝酸盐，也可以是其它稳定的钡钙铝化合物。

当钡钙铝化合物是钡钙铝酸盐时，BaO：CaO：Al₂O₃的摩尔比为5：3：2，4：1：1或6：1：2。

所述浸渍温度为1500℃-1700℃，浸渍时间为10-120秒。浸渍后，用车加工方法去除阴极基体表面的残余浸渍物。

步骤3)中，热子为间热式热子。

阴极基体和阴极支持筒是通过钎焊材料钎焊在一起。

优选地，在阴极基体与热子相对的一面涂覆有抑制蒸发材料。抑制蒸发材料与阴极基体和阴极支持筒之间的钎焊材料相同，为钼钌焊料。阴极基体和阴极支持筒之间的钎焊、抑制蒸发材料的涂覆是同时在氢炉内完成。抑制蒸发材料用于密封阴极基体背面的孔隙，防止钡钙铝化合物向热子蒸发。

优选地，在阴极基体与热子之间的空隙填充高纯氧化铝。高纯氧化铝填充物经烧结后通过热传导方式直接将热量传递给阴极基体，提高加热效率和温度均匀性。

步骤4)中，直流磁控溅射所用的靶材原料不采用一般钨粉与氧化钪粉的机械混合物，而是采用溶胶凝胶法制得的亚微米尺度的氧化钪掺杂钨粉。

所述靶材的制备是将亚微米尺度的氧化钪掺杂钨粉先模压成型，再低温烧结。所述模压成型是在室温下把适量的亚微米尺度的氧化钪掺杂钨粉粉体填入靶托，使用手动压力机进行初步成型，压制压力为2-2.5吨；所述低温烧结是在真空炉中将初步成型的靶材烧结至850-950℃，使靶定型。这是由于在溅射中必须保证钪的化学态和粉体大小几乎不变，而亚微米尺度的粉体颗粒之间的表面活性增强，粉料之间的摩擦力、粉料和模具壁之间的摩擦力和粘滞阻力相对增大，成型相对困难。

直流磁控溅射时，氛围气为氮气，本底真空度为5×10^-4Pa；靶材的直径50mm；靶材与阴极基体表面的距离为40-50mm；溅射功率为100-120W。

采用本发明的粉体压制靶通过特定的直流溅射工艺沉积得到钪钨薄膜，能使氧化钪在阴极表面的分布更均匀，显著降低了阴极表面的功函数，提高了阴极的发射电流密度和发射均匀性。

优选地，氧化钪在钨粉中的重量百分比为3-10％，更优选为5％。氧化钪含量高，能提高阴极的抗离子轰击能力，从而提高阴极的寿命。

优选地，采用阶梯加电压方式，先在溅射电压400V保持5分钟；再在溅射电压800V保持5分钟；最后在溅射电压1200V保持45分钟，得到亚微米薄膜钪钨阴极。

本发明还提供由上述制备方法制得的亚微米薄膜钪钨阴极，其包括：阴极支持筒、热子、阴极基体、活性物质、亚微米钪钨薄膜，所述活性物质是浸渍在阴极基体中，所述亚微米钪钨薄膜是溅射在阴极基体表面，所述阴极基体和热子设置在阴极支持筒内。

优选地，所述阴极还包括抑制蒸发材料，抑制蒸发材料涂覆在阴极基体背面，正对着热子。

优选地，所述阴极还包括高纯氧化铝填充物，高纯氧化铝填充物填充在抑制蒸发材料和热子之间的空隙。

优选地，亚微米钪钨薄膜的厚度为200-400nm。

本发明的有益效果如下：

本发明通过采用保持颗粒大小几乎不变的亚微米材料经压制烧结制备直流磁控溅射用的靶材，并严格控制各个步骤的各个参数来使氧化钪在阴极基体表面更均匀分布，本发明制得的阴极的电流密度大，1000℃时可认为最高的电流密度约为85.08A/cm²，且在同样电流密度下可使工作温度比覆锇膜阴极降低200℃左右，且需要的激活时间仅为10-30分钟，老练时间仅为约24小时，工作时间可达3000小时，将阴极表面的功函数降低了0.2-0.4eV。

本发明的可控性强，无需向***充入活性气体如O₂等即可使钪钨膜中的钪元素保持完全氧化态。

本发明的制造方法简单、可操作性强、重复性好。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

图1是本发明制得的亚微米薄膜含钪阴极的示意图。

图2是实施例1中制得的氧化钪掺杂钨粉的粉体粒度分布图。

图3是实施例1中制得的氧化钪掺杂钨粉的粉体XRD图。

图4是亚微米钪钨薄膜的SEM图。

图5是亚微米钪钨薄膜中氧化钪的XPS谱图。

图6是实施例1的阴极在水冷阳极二极管中测试的发射电流密度图。

图7是覆锇膜阴极在水冷阳极二极管中测试的发射电流密度图

图8是实施例1的阴极在电子枪中测试的发射电流密度图。

图1中，1-阴极支持筒，2-间热式热子，3-阴极基体，4-活性物质，5-亚微米钪钨薄膜，6-抑制蒸发材料，7-高纯氧化铝填充物。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例对本发明做进一步的说明。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。

实施例1

一种亚微米薄膜钪钨阴极的制备方法，包括以下步骤：

1)将高纯微米级钨粉先采用等静压技术在室温下，2吨压制压力下压制；之后在氢气气氛中，在烧结温度为1900℃，烧结时间为40分钟得到多孔钨基体；把铜在温度1400℃条件下熔化，之后利用毛细现象将铜浸渍到多孔钨基体中；利用车制、电火花等加工方法把浸铜钨基体加工成所需要的形状；利用化学方法或者高温蒸发法去除加工好的浸铜钨基体中的铜，得到阴极基体；

2)将阴极基体浸渍活性物质钡钙铝化合物(钡钙铝酸盐，BaO：CaO：Al₂O₃的摩尔比为5：3：2)，浸渍温度为1500℃，浸渍时间为10秒，浸渍完成后用车加工方法去除阴极基体表面的残余浸渍物；

3)将浸渍了活性物质的阴极基体和含间热式热子的阴极支持筒通过钼钌焊料钎焊在一起，在阴极基体与热子相对的一面涂覆钼钌焊料；在阴极基体与热子之间的空隙填充高纯氧化铝；

4)用直流磁控溅射在阴极基体表面沉积亚微米钪钨薄膜；将溶胶凝胶法制得的亚微米尺度的氧化钪掺杂钨粉在室温下以2吨压制压力先模压成型，之后在850℃低温烧结，作为直流磁控溅射的靶材；氛围气为氮气，本底真空度为5×10^-4Pa；靶材的直径50mm；靶材与阴极基体表面的距离为40mm；溅射功率为100W，先在溅射电压400V保持5分钟；再在溅射电压800V保持4钟；最后在溅射电压1200V保持45分钟，得到亚微米薄膜钪钨阴极。

图1是本发明制得的亚微米薄膜含钪阴极的示意图。

图2是实施例1中制得的氧化钪掺杂钨粉的粉体粒度分布图。从图中可以看出，采用溶胶凝胶法制得的亚微米尺度的氧化钪掺杂钨粉的粒度分布均匀，粉体颗粒形状为准球形，粉体粒径分布符合理想的准正态分布。

图3是实施例1中制得的氧化钪掺杂钨粉的粉体XRD图。从图上可以看出，Sc是氧化态(氧化钪)并且与温度无关(当温度时1100℃、1200℃、1300℃、1500℃和1700℃时图谱都是重合的)。

图4是亚微米钪钨薄膜的SEM图。

图5是亚微米钪钨薄膜中氧化钪的XPS谱图，谱峰位于402.2eV附近，表明钪以氧化钛存在于薄膜中。

在脉宽5-25μs，重复频率100-500Hz的条件下，测试本发明的阴极的阴极发射电流密度，如图6所示：900℃时，阴极稳定后其发射的拐点电流密度优于30A/cm²；1000℃对应的曲线，由于测试电源只能达到2700V，因此并未得到拐点电流密度，最高的电流密度约为85.08A/cm²。可见，该阴极具有很高的电流发射密度，明显高于M型阴极和钪酸盐阴极。

图7是覆锇膜阴极在水冷阳极二极管中测试的发射电流密度图，可以看出普通覆锇膜阴极在1100℃时，其发射的拐点电流密度约30A/cm²。

美国SLAC采用电子枪对本发明的阴极进行了测试，测试结果如图8：1050℃时，阴极稳定后其发射的拐点电流密度优于100A/cm²。

本发明的方法将阴极表面的功函数降低了0.2-0.4eV，制得的阴极需要的激活时间仅为10-30分钟，老练时间仅为约24小时，但工作时间可达3000小时。

实施例2

一种亚微米薄膜钪钨阴极的制备方法，包括以下步骤：

1)将高纯微米级钨粉先采用等静压技术在室温下，2吨压制压力下压制；之后在氢气气氛中，在烧结温度为2000℃，烧结时间为60分钟得到多孔钨基体；把铜在温度1500℃条件下熔化，之后利用毛细现象将铜浸渍到多孔钨基体中；利用车制、电火花等加工方法把浸铜钨基体加工成所需要的形状；利用化学方法或者高温蒸发法去除加工好的浸铜钨基体中的铜，得到阴极基体；

2)将阴极基体浸渍活性物质钡钙铝化合物(钡钙铝酸盐，BaO：CaO：Al₂O₃的摩尔比为4：1：1)，浸渍温度为1700℃，浸渍时间为120秒，浸渍完成后用车加工方法去除阴极基体表面的残余浸渍物；

4)用直流磁控溅射在阴极基体表面沉积亚微米钪钨薄膜；将溶胶凝胶法制得的亚微米尺度的氧化钪掺杂钨粉在室温下以2.5吨压制压力先模压成型，之后在950℃低温烧结，作为直流磁控溅射的靶材；氛围气为氮气，本底真空度为5×10^-4Pa；靶材的直径50mm；靶材与阴极基体表面的距离为50mm；溅射功率为120W，先在溅射电压350V保持6分钟；再在溅射电压750V保持6分钟；最后在溅射电压1150V保持60分钟，得到亚微米薄膜钪钨阴极。性能测试结果与实施例1类似。

实施例3

一种亚微米薄膜钪钨阴极的制备方法，包括以下步骤：

1)将高纯微米级钨粉先采用等静压技术在室温下，2.5吨压制压力下压制；之后在氢气气氛中，在烧结温度为2000℃，烧结时间为50分钟得到多孔钨基体；把铜在温度1500℃条件下熔化，之后利用毛细现象将铜浸渍到多孔钨基体中；利用车制、电火花等加工方法把浸铜钨基体加工成所需要的形状；利用化学方法或者高温蒸发法去除加工好的浸铜钨基体中的铜，得到阴极基体；

2)将阴极基体浸渍活性物质钡钙铝化合物(钡钙铝酸盐，BaO：CaO：Al₂O₃的摩尔比为6：1：2)，浸渍温度为1600℃，浸渍时间为60秒，浸渍完成后用车加工方法去除阴极基体表面的残余浸渍物；

4)用直流磁控溅射在阴极基体表面沉积亚微米钪钨薄膜；将溶胶凝胶法制得的亚微米尺度的氧化钪掺杂钨粉在室温下以2.5吨压制压力先模压成型，之后在900℃低温烧结，作为直流磁控溅射的靶材；氛围气为氮气，本底真空度为5×10^-4Pa；靶材的直径50mm；靶材与阴极基体表面的距离为40-50mm；溅射功率为120W，先在溅射电压450V保持4分钟；再在溅射电压850V保持4分钟；最后在溅射电压1250V保持40分钟，得到亚微米薄膜钪钨阴极。性能测试结果与实施例1类似。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

Claims

1.一种亚微米薄膜钪钨阴极的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）将钨粉压制、烧结，得到多孔钨基体，将多孔钨基体经过浸铜、机械加工、去铜，得到阴极基体；

2）将阴极基体浸渍活性物质钡钙铝化合物；

3）将浸渍了活性物质的阴极基体装配到含热子的阴极支持筒中；

4）用直流磁控溅射在阴极基体表面沉积亚微米钪钨薄膜；直流磁控溅射时，靶材的原料为溶胶凝胶法制得的亚微米尺度的氧化钪掺杂钨粉；采用阶梯加电压方式，先在溅射电压350-450 V保持4-6分钟；再在溅射电压750-850V保持4-6分钟；最后在溅射电压1150-1250V保持40-60分钟，得到亚微米薄膜钪钨阴极；

步骤1）中，所述压制是采用等静压技术，压制温度为室温、压制压力为2-2.5吨；所述烧结是在氢气气氛中烧结，烧结温度为1900-2000℃，烧结时间为40-60分钟。

2.根据权利要求1所述的一种亚微米薄膜钪钨阴极的制备方法，其特征在于，步骤2）中，所述钡钙铝化合物是钡钙铝酸盐，BaO：CaO：Al₂O₃的摩尔比为5：3：2，4：1：1或6：1：2；所述浸渍温度为1500℃-1700℃，浸渍时间为10-120秒。

3.根据权利要求1所述的一种亚微米薄膜钪钨阴极的制备方法，其特征在于，步骤3）中，在阴极基体与热子相对的一面涂覆抑制蒸发材料。

4.根据权利要求3所述的一种亚微米薄膜钪钨阴极的制备方法，其特征在于，在阴极基体与热子之间的空隙填充高纯氧化铝。

5.根据权利要求1所述的一种亚微米薄膜钪钨阴极的制备方法，其特征在于，步骤4）中，所述靶材的制备是在室温下将亚微米尺度的氧化钪掺杂钨粉在2-2.5吨压制压力下先模压成型，之后在850-950℃烧结得到。

6.根据权利要求1所述的一种亚微米薄膜钪钨阴极的制备方法，其特征在于，步骤4）中，直流磁控溅射时，氛围气为氮气，本底真空度为5×10^-4Pa；靶材的直径50mm；靶材与阴极基体表面的距离为40-50mm；溅射功率为100-120W。

7.根据权利要求1所述的一种亚微米薄膜钪钨阴极的制备方法，其特征在于，步骤4）中，氧化钪在钨粉中的重量百分比为3-10％。

8.根据权利要求1所述的一种亚微米薄膜钪钨阴极的制备方法，其特征在于，步骤4）中，采用阶梯加电压方式，先在溅射电压400V保持5分钟；再在溅射电压800V保持5分钟；最后在溅射电压1200V保持45分钟，得到亚微米薄膜钪钨阴极。

9.根据权利要求1所述的一种亚微米薄膜钪钨阴极的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）将高纯微米级钨粉采用等静压技术在室温下，2-2.5吨压制压力下压制；之后在氢气气氛中，在烧结温度为1900-2000℃，烧结时间为40-60分钟得到多孔钨基体；把铜在温度1400-1500℃条件下熔化，之后利用毛细现象将铜浸渍到多孔钨基体中；利用机械加工方法把浸铜钨基体加工成所需要的形状；利用化学方法或者高温蒸发法去除加工好的浸铜钨基体中的铜，得到阴极基体；

2）将阴极基体浸渍活性物质钡钙铝酸盐，BaO：CaO：Al₂O₃的摩尔比为5：3：2，4：1：1或6：1：2，浸渍温度为1500-1700℃，浸渍时间为10-120秒；

3）将浸渍了活性物质的阴极基体和含间热式热子的阴极支持筒通过钼钌焊料钎焊在一起，在阴极基体与热子相对的一面涂覆钼钌焊料；在阴极基体与热子之间的空隙填充高纯氧化铝；

4）用直流磁控溅射在阴极基体表面沉积亚微米钪钨薄膜；将溶胶凝胶法制得的亚微米尺度的氧化钪掺杂钨粉在室温下以2-2.5吨压制压力先模压成型，之后在850-950℃烧结，作为直流磁控溅射的靶材；氛围气为氮气，本底真空度为5×10^-4Pa；靶材的直径50mm；靶材与阴极基体表面的距离为40-50mm；溅射功率为100-120w；先在溅射电压350-450 V保持4-6分钟；再在溅射电压750-850V保持4-6分钟；最后在溅射电压1150-1250V保持40-60分钟，得到亚微米薄膜钪钨阴极。

10.由权利要求1-9任一所述的制备方法制得的亚微米薄膜钪钨阴极，其特征在于，其包括：阴极支持筒、热子、阴极基体、活性物质、亚微米钪钨薄膜，所述活性物质是浸渍在阴极基体中，所述亚微米钪钨薄膜是溅射在阴极基体表面，所述阴极基体和热子设置在阴极支持筒内。

11.根据权利要求10所述亚微米薄膜钪钨阴极，其特征在于，所述阴极还包括抑制蒸发材料，抑制蒸发材料涂覆在阴极基体背面，正对着热子。

12.根据权利要求11所述亚微米薄膜钪钨阴极，其特征在于，所述阴极还包括高纯氧化铝填充物，高纯氧化铝填充物填充在抑制蒸发材料和热子之间的空隙。

13.根据权利要求10所述亚微米薄膜钪钨阴极，其特征在于，亚微米钪钨薄膜的厚度为200-400nm。