钡钨阴极（Ba-W阴极）是一种常用于真空电子器件（如微波管、阴极射线管）的热发射阴极，其力学性质主要包括以下几个方面：
- 机械强度：
- 钡钨阴极通常由钨基体（多孔钨或钨丝）与活性物质（如钡化合物）组成。钨基体具有较高的抗拉强度和硬度（钨的抗拉强度约为1000-2000 MPa），但在高温下可能发生脆化。
- 活性物质的加入（如BaO、CaO、Al2O3）可能降低整体机械强度，尤其在长期高温运行后，材料可能出现微裂纹或孔隙率增加。
- 热膨胀系数：
- 钨的热膨胀系数较低（约4.5×10⁻⁶ K⁻¹），这使得钡钨阴极在热循环过程中具有较好的尺寸稳定性。
- 但钡化合物与钨基体之间的热膨胀系数差异可能导致界面应力，影响长期稳定性。
- 硬度与耐磨性：
- 钨基体具有高硬度（维氏硬度约350-400 HV），耐磨性较好，适合在高真空环境中长期使用。
- 表面活性层较软，容易因机械振动或外部冲击而受损。
- 抗疲劳性能：
- 在反复热循环（开/关机）或机械振动条件下，钡钨阴极可能因热应力或机械应力而产生疲劳裂纹，尤其在多孔钨基体中。
- 抗疲劳性能依赖于制备工艺（如烧结密度、孔隙率控制）。
- 高温蠕变：
- 钨在高温下（>2000°C）可能发生蠕变，影响阴极的形状和结构稳定性。
- 钡钨阴极的工作温度通常在900-1100°C范围内，蠕变较轻微，但长期运行可能导致微观结构变化。
- 抗冲击与抗振动性：
- 由于钨基体的脆性，钡钨阴极对机械冲击和振动较为敏感，尤其在冷态下更易发生断裂。
- 实际应用中常通过优化支撑结构或减振设计来提高抗冲击性能。
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