真空电子器件介质材料

陶瓷在电性能、机械强度、耐高温和耐辐射等方面均优于玻璃，因而一些要求高和在恶劣环境下使用的真空电子器件往往采用陶瓷－金属封接结构。真空电子器件用陶瓷主要是硅酸盐系、氧化物系和氮化物系陶瓷。

真空电子器件介质材料硅酸盐系陶

瓷硅酸盐系陶瓷主要包含滑石瓷、镁橄榄石瓷和莫来石瓷等。硅酸盐瓷的特点是介质损耗小、强度低。镁橄榄石瓷应用较多，多用作小型器件的结构材料。

真空电子器件介质材料氧化物瓷

氧化物瓷主要指以单一氧化物晶相为主，并含有少量玻璃相或其他晶相的陶瓷，以氧化铝瓷和氧化铍瓷应用较广。95%氧化铝瓷的综合性能好，因而在真空电子器件中用得最多，可用作微波管的输能窗、管壳、光电器件的绝缘零件、集成电路的基片等。99%氧化铍瓷的热导率接近于铝而电性能又好，是一种极好的高导热绝缘材料。常用作行波管螺旋线夹持杆，激光器件管壳和微波大功率管输能窗。但由于氧化铍粉有毒性，在生产和使用时应有安全防护措施。氮化物瓷中有实用价值的是氮化硼瓷，其特点是易于加工，介质损耗小，介电常数小。在高于530摄氏度时，其热导率比氧化铍瓷大,是一种无毒性高导热绝缘材料，常用作行波管螺旋线夹持杆和降压收集极绝缘瓷环等。

真空电子器件介质材料衰减陶瓷

衰减陶瓷用于微波电子管内部，是一种起体积衰减作用的高阻材料，可用于返波管中作终端负载、同轴磁控管中作抑制寄生模式的瓷环、耦合腔行波管中作集中衰减器。最常用的是金属钨衰减陶瓷、二氧化钛衰减陶瓷和碳化硅衰减陶瓷 。

刘联宝主编:《电真空器件的钎焊与陶瓷-金属封接》，国防工业出版社，北京，1978。 　小西良弘、辻俊郎合编，王兴斌译：《电子陶瓷基础和应用》，机械工业出版社，北京，1983。（小西良弘，辻俊郎:《ェレクトロ》セラミックスの基础と応用》，オ-ム社，东京，1978。）

按热膨胀系数可分为下列几类：石英玻璃、高硅氧玻璃、钨组玻璃、钼组玻璃、铂组玻璃和钢组玻璃。焊料玻璃的热膨胀系数介于被封接的两种材料之间。按玻璃组成又可分为钠钙硅系、铅硅酸盐系、硼硅酸盐系和铝硅酸盐系等，但以硼硅酸盐系为主。

真空电子器件介质材料石英玻璃

石英玻璃有极好的电性能和热性能，常用于高真空和高热负荷下工作的真空电子器件。钨组、钼组、铂组和钢组玻璃都是常用的封接玻璃,它们对高频电场的介质损耗较小,可与相应的金属封接成气密和高强度的真空电子器件用部件。

真空电子器件介质材料焊料玻璃

焊料玻璃大致可分为易熔和难熔两类。由于某些显像管和光电器件等对封接的特殊需要，一般采用封接温度在500摄氏度以下的易熔焊料玻璃。对于封口要承受较高温度的其他真空电子器件,则采用封接温度在500摄氏度以上的难熔焊料玻璃。

真空电子器件介质材料微晶玻璃

微晶玻璃是由微晶体和玻璃相组成的特种材料。它具有密度小、软化温度高和电性能好等特点，常用作输能窗和玻璃焊料。低熔点玻璃与云母粉复合并热压成型,可制成电绝缘性能优良的云母玻璃,也叫云母陶瓷，特点是可进行机械加工。显像管玻璃可分黑白和彩色显像管玻璃。黑白显像管颈管均采用高铅 (30%PbO)玻璃，而屏和锥多采用钡锂玻璃。由于彩色显像管工作电压高（约25千伏）和各部位泄漏X射线的强度不同,因此通常其颈管用高铅玻璃，锥体用中铅玻璃，屏采用低铅或无铅玻璃。

真空电子器件用晶体材料有云母、白宝石和金刚石。云母具有介质损耗小、绝缘电阻高和击穿电压高等特点，是用作真空电子器件输能窗和电极固定零件的优良绝缘材料。

真空电子器件介质材料白宝石

白宝石为刅-Al2O3单晶,能耐高电压,耐电子轰击，次级电子发射系数非常小,是制作大功率输能窗的良好材料，用提拉法可制成纯度高(含Al2O399.99%)、位错少（位错密度小于103/厘米2）的杆、管和其他异形制品，可作为行波管螺旋线夹持杆、微波和红外输能窗以及高压钠灯用的电弧管等。金刚石是自然界中硬度最高、导热最好和电绝缘性能优良的矿物介质材料。真空电子器件主要采用Ⅱa型金刚石,这是一种含氮量少 (小于0.001%)的金刚石，它的声子散射小、热导率高。在真空电子器件中可作支撑块、散热器和输能窗等。天然金刚石体积都很小，加工困难，所以也常采用人造金刚石及其聚晶材料。

真空电子器件介质材料窗口材料

随着光电器件的发展，窗口材料日益重要。窗口材料按透光性能可分为透红外、透可见光和透紫外线等类；按材料性质可分为硅酸盐玻璃、硫属化合物玻璃和离子晶体等。硅酸盐玻璃的透过截止波长较短（3微米以内）,硫属化合物玻璃截止波长较长（14微米以内），而离子晶体截止波长可达50～60微米。光纤面板也是一种重要的窗口材料，能将光线从入射端无失真、低损耗地传到输出端，它是由高折射率的玻璃作芯、低折射率的玻璃作涂层和吸收杂散光的黑色玻璃填料所组成。微通道板是在光纤面板基础上发展起来的第二代光纤面板，由数十万根空心管子所组成，不仅能传递、而且能增强光学信号和图像。

介绍

真空电子器件内的功能材料。

阴极材料

常用的阴极材料有钨丝、碳酸盐、铝酸盐、钪酸盐、硼化镧等，对它们的要求是纯度高、蒸发小、电子逸出功低、释放气体少。碳酸盐主要是碳酸钡、碳酸锶、碳酸钙。常以两种或三种碳酸盐共沉淀使用，以粉末状涂覆于基金属上。这类阴极材料分解后,活性很强，遇有害气体时极易中毒而使器件报废。铝酸盐、钪酸盐均为新型的阴极材料，它们由钡、铝、钙的氧化物和氧化钪混合而成，特点是蒸发小、工作温度低、发射密度高、寿命长，多用于大功率器件。

光电材料

广泛用于制作光电管与光电倍增管、摄像管等器件的光电阴极。一般很少使用单质体制作光电阴极，各个光电阴极都须在排气系统上即时制作，如银氧铯、锑铯、单碱锑化物或多碱锑化物阴极等。1970年后又有了Ⅲ-Ⅴ族化合物的GaAs(Cs)阴极。

光电导材料

主要利用其受光照时电阻率下降的内光电效应作摄像管的靶面材料。光电导材料有氧化铅、硫化铅、硫化锑、硒化镉、碲化锌镉、硒砷碲等。在摄像管中,为了提高灵敏度、降低惰性和延长响应波长,往往在上述材料中掺入少量的铜、碲等元素。

热释电材料

主要利用其热电转换性能制作热成像器件，要求材料的热释电系数大、介电常数小、居里温度高并具有良好的真空性能。这种材料虽然很多，但真正实用的不过十几种，如硫酸三甘肽及其同类型晶体、钽酸锂、锆钛酸铅和聚二氟乙烯等。主要用于 8～14微米和3～5微米两个大气窗口。这些材料的主要特点是可在室温工作，无需致冷。

吸气剂材料

用于吸收真空电子器件内的残余气体，改善器件性能，延长器件寿命。吸气剂分为蒸散型和非蒸散型两类。蒸散型吸气剂材料通常是钡铝合金，经加热分解后形成钡沉积膜产生吸气作用。工作温度范围从室温至 200。显像管中常使用掺有释氮化合物的吸气剂，如掺氮吸气剂和延迟掺氮吸气剂，以提高吸气性能。在微波电子管中，常使用非蒸散型吸气剂，分高温激活和低温激活两种。高温激活类吸气剂材料有锆铝16（通常在高温下使用）和锆石墨吸气剂(通常在室温下使用)，激活温度在 950左右。低温激活类吸气剂材料有锆钒铁合金等,激活温度在450左右。这两类吸气剂都可多次激活，反复使用。锆－石墨吸气剂还有吸收甲烷的能力，常在像增强管中采用。锆－石墨材料具有50%左右的孔隙度，能吸收氮、氢、氧、氧化碳、水汽及铯蒸气等，吸铯温度为550。

荧光粉材料

是受激发光材料的一种，其中阴极射线激发的荧光粉主要用在电子束管;关键技术指标是:发光效率、色度、余辉、粒度及其分布等。黑白显像管用的 Y31白场荧光粉是由发黄光的铜、铝激活的硫化锌镉【(ZnCd)S:Cu、Al】和发蓝光的银激活硫化锌(ZnS:Ag)混合而成，在紫外线或阴极射线激发下发白光。彩色显像管常用的红色荧光粉是铕激活的硫氧化钇(Y2O3S:Eu)；绿色荧光粉是铜铝激活的硫化锌镉 【(ZnCd)S：Cu、Al】（硫化物含量与黑白管的不同）；蓝色荧光粉是银、氯激活的硫化锌(ZnS：Ag、Cl)。

有机硅材料

一种高分子材料，具优良的电性能、防潮性和耐温性。硅橡胶的击穿电压为20～25千伏/毫米，高频损耗低，特别适于作高频和高压真空电子器件外包装绝缘材料。液体有机硅可作高真空扩散泵油，在常温下蒸气压低，具有耐热、抗氧化、无毒、无腐蚀等特性。有机硅密封堵漏胶可密封微细漏孔，耐温-200～400。

石墨材料

是碳的同素异形体，热和电的良导体。热解石墨,也称定向石墨,由碳氢化合物气体遇热分解产生的碳沉积在固体表面而形成，用于功率管的阳极、栅极，可提高热耗散能力并能抑制次级电子发射。石墨乳主要用于显像管作为导电膜的涂料，要求分散性好、粘结牢固、颗粒度均匀等。彩色显像管用的石墨乳可分为：①黑体（亦称黑底）石墨，它对光有强的遮盖力，可提高亮度；②外导电石墨，它可以用作电场屏蔽；③内导电石墨乳。