钡钨阴极是一种常见的热发射阴极，其化学成分主要由钨（W）和氧化钡（BaO）组成，以下是详细介绍：
钨（W）
- 作用：钨是钡钨阴极的基体材料，它具有高熔点（3410℃）、高强度、低蒸气压等优良特性。高熔点使得钨能够在高温下保持固态，为阴极在高温工作环境下提供了结构支撑，确保阴极在发射电子过程中不会因过热而熔化变形。同时，低蒸气压意味着钨在高温时原子不易蒸发，从而保证了阴极的稳定性和较长的使用寿命。
- 含量范围：在钡钨阴极中，钨通常占据绝大部分的质量比例，一般可达90%以上。
氧化钡（BaO）
- 作用：氧化钡是钡钨阴极中的活性物质，它能够显著降低阴极的表面功函数。表面功函数是指将一个电子从固体内部刚刚移到此物体表面所需的最少的能量，功函数越低，电子就越容易从阴极表面逸出，从而增强阴极的电子发射能力。氧化钡在高温下会发生分解和扩散，在阴极表面形成一层钡的单质或钡的化合物薄层，这一薄层能够降低电子逸出所需的能量，提高阴极的发射电流密度。
- 含量范围：氧化钡的含量相对较少，一般在百分之几到十几之间。例如，在一些常见的钡钨阴极配方中，氧化钡的质量分数可能在5% – 15%左右。
除了钨和氧化钡外，有时为了改善阴极的性能，还会添加少量的其他物质，如钙（Ca）、镁（Mg）等的氧化物。这些添加物可以进一步优化阴极的发射性能、降低工作温度或提高阴极的抗中毒能力等。例如，氧化钙（CaO）可以与氧化钡形成共熔体，降低氧化钡的挥发速率，提高阴极的稳定性和寿命。
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