鋇鎢電極的發(fā)射效率是多重影響因素耦合的結(jié)果，主要涉及材料特性、制備工藝、工作條件及環(huán)境等。
1. 材料組成與結(jié)構(gòu)
鎢基體特性：多孔鎢基體的孔隙率和孔徑分布影響鋇的儲存與擴散?？紫堵瘦^高可儲存更多活性物質(zhì)，但需平衡結(jié)構(gòu)強度。
浸漬物成分：如BaO-Al?O?-CaO的比例影響鋇的釋放特性。合適的比例可優(yōu)化分解溫度，確保鋇持續(xù)供應(yīng)。
摻雜元素：添加稀土元素或過渡金屬可能改善電子發(fā)射性能或增強基體穩(wěn)定性。
2. 制備工藝
燒結(jié)參數(shù)：燒結(jié)溫度和時間影響基體致密度和孔隙結(jié)構(gòu)。過高溫度可能導(dǎo)致鋇過早揮發(fā)，過低則結(jié)構(gòu)疏松。
浸漬工藝：浸漬方法（如溶液浸漬、熔融浸漬）決定活性物質(zhì)分布的均勻性和附著力。
激活處理：通過加熱激活釋放鋇，溫度、時間及真空度需精確控制以形成均勻低功函數(shù)表面層。
3. 表面狀態(tài)
鋇覆蓋層：表面鋇的覆蓋厚度和均勻性直接決定功函數(shù)。過薄導(dǎo)致發(fā)射不足，過厚可能引起蒸發(fā)過快。
污染與中毒：環(huán)境中O?、H?O等雜質(zhì)氣體與鋇反應(yīng)生成氧化物，提高功函數(shù)，需高真空或惰性氣氛保護。
4. 工作環(huán)境
溫度：存在最佳工作溫度范圍。溫度過低限制鋇擴散，過高加速鋇蒸發(fā)。
電流密度：高電流負載加速鋇消耗和材料疲勞，需平衡性能與壽命。
電場效應(yīng)：外部電場通過Schottky效應(yīng)降低有效功函數(shù)，但屬外部優(yōu)化因素。
真空度：高真空減少氣體分子碰撞和中毒風(fēng)險，維持低功函數(shù)表面。
工作氣氛：惰性氣體保護可延緩氧化，但需避免電離干擾。
5. 微觀結(jié)構(gòu)
晶粒尺寸：細小晶粒增強機械強度，但可能影響擴散路徑；粗大晶粒可能降低活性物質(zhì)儲存。
表面形貌：納米結(jié)構(gòu)或粗糙表面可增加有效發(fā)射面積，提升整體電流。
6. 壽命與退化機制
鋇耗盡：長期使用后鋇儲量減少，需優(yōu)化浸漬量及擴散設(shè)計。
結(jié)構(gòu)疲勞：熱循環(huán)或離子轟擊導(dǎo)致基體損傷，影響鋇擴散路徑。
