钡钨阴极的化学组成有：
1. 基体材料：多孔钨（W）
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钨作为阴极的骨架，提供高熔点（3422°C）和良好的机械强度。
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通过粉末冶金工艺制成多孔结构（孔隙率通常为15%-30%），用于储存活性发射物质。
2. 活性发射物质：钡（Ba）的化合物
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浸渍材料：通常为 铝酸盐 或 碳酸盐，常见组合包括：
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6BaO·CaO·Al₂O₃（铝酸钙钡）：高温下分解生成自由钡（Ba）。
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4BaO·CaO·Al₂O₃：另一种常用配比，平衡钡的释放速率和寿命。
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早期可能使用 BaCO₃ 或 BaO，但现代阴极多采用铝酸盐以提高稳定性。
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反应机理：工作时，浸渍化合物在高温（约1100°C）下发生还原反应，释放游离钡（Ba）迁移至钨表面，形成 单原子钡层，显著降低逸出功（可低至1.5-2.0 eV）。
3. 添加剂（优化性能）
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钙（Ca）和铝（Al）：存在于铝酸盐中，调节钡的扩散速率，延长阴极寿命。
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氧化钪（Sc₂O₃）：在钪酸盐阴极中替代部分铝酸盐，进一步提升发射电流密度。
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还原剂：如钨粉或碳，在制备过程中促进铝酸盐的还原。
4. 其他变体
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钪系阴极：如 Ba-Sc₂O₃-W，具有更高发射电流密度。
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覆膜阴极：在表面镀铱（Ir）或锇（Os）薄膜，增强抗离子轰击能力。
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