涂覆氧化钇(Yttrium Oxide, Y₂O₃)的灯丝在多个方面展现出显著的优点,尤其是在高温操作环境和电子发射性能方面。
降低功函数:氧化钇涂层能够有效地降低灯丝材料的表面功函数,这意味着在相同的温度下可以获得更高的电子发射密度,或者在较低的温度下实现同样的发射电流。
高稳定性和重复性:由于氧化钇具有良好的化学稳定性,它能够在高温条件下保持稳定的电子发射特性,减少因表面变化导致的发射不稳定问题。
抗氧化能力:纯金属灯丝在高温下容易与真空腔中的残余氧气和水蒸气反应生成氧化物,这不仅会增加灯丝电阻,还可能导致结构损坏。而氧化钇涂层能有效隔绝氧气,保护灯丝免受氧化侵蚀,延长使用寿命。
抗蒸发性:灯丝在极高温度下工作时,材料会发生蒸发现象,随着工作时间的增加,灯丝蒸发越来越大,从而导致灯丝断裂而无法工作。氧化钇涂层有助于减缓这一过程,维持灯丝结构的完整性。
增强韧性:对于某些应用来说,如钨铼合金灯丝,添加氧化钇涂层可以提高材料的整体韧性和抗疲劳性,使其更能抵抗反复加热冷却循环带来的应力。
减少脆性断裂风险:特别是在高温环境中,未经处理的金属灯丝可能因为微小缺陷或杂质的存在而变得脆弱易碎。氧化钇涂层提供了一层额外的保护,减少了这种风险。