磁控管是一种重要的真空电子器件，在雷达、医用加速器、加热装置等军事和民用领域有着广泛的应用。阴极是磁控管的核心器件，它的性能直接影响到磁控管的特性和使用寿命。随着磁控管不断向高频率、大功率方向发展，要求阴极同时具有一定的热电子发射和优异的二次电子发射性能。目前在磁控管中用阴极主要有钡钨阴极以及合金阴极、氧化物阴极、稀土钼金属陶瓷阴极等类型二次电子发射材料，各有优缺点，应用于不同类型的磁控管。其中广泛应用的钡钨阴极热发射能力好但次级发射系数不高，限制了其在更高功率磁控管中的应用。本文以稀土氧化物Y2O3和Gd2O3为次级发射活性物质，引入到钨基体，制备得到改性钡钨阴极—浸渍型稀土氧化物掺杂钨基次级阴极，以期获得热发射和次级发射性能良好的新型阴极材料，满足大功率微波真空电子器件的使用要求。　　本文采用喷雾干燥方法结合氢气还原制备两种稀土氧化物掺杂阴极钨粉，压制烧结得到基体，研究稀土氧化物含量对阴极制备的影响。研究发现掺杂的稀土氧化物改变了前驱粉的还原过程，通过优化工艺制备了均匀掺杂的钨粉。同时发现还原钨粉颗粒粒径随着稀土氧化物含量的增加而减小;烧结后获得的阴极基体，晶粒细小，稀土元素分布均匀。基体通过高温浸渍活性“411”铝酸盐，成功获得浸渍型稀土氧化物掺杂钨基次级阴极。性能测试结果表明，随着稀土含量增加，阴极的发射性能增大。热发射测试表明充分激活后Y2O3含量为15wt％的阴极在1100℃b时测得的零场电流密度Jo为14.07A/cm2，其有效逸出功为2.098eV，能够满足大功率磁控管的起振;同时阴极的最大次级发射系数δm可以达到3.98，达到了磁控管正常工作时的使用要求。两种不同稀土氧化物掺杂阴极对比，表明Y2O3是更好的活性物质，阴极发射性能更优异。　　对性能良好的浸渍型Y2O3掺杂钨基次级阴极进行原位表面俄歇分析，结果表明在阴极表面除了基体W元素外，还富含Ba、Y、O等活性元素，分析认为表面活性层能够有效降低表面逸出功，有利于热发射性能。而次级活性物质在真空高温条件下发生晶格失氧现象，Y2O3变为Y2O3-x，成为n型半导体，此时二次电子属于带系激发，同时阴极导电性能的增强有利于阴极内部自由电子的运输和补充，从而提高阴极的次级发射性能。通过模拟阴极成分，采用双靶磁控溅射共镀的方式在钡钨阴极表层制备一层氧化钇掺杂钨膜，对膜特性进行表征，结合其发射性能研究稀土氧化物的行为特征以及对次级电子的发射过程的影响。研究结果表明，随着激活温度的提高，二次电子发射系数逐渐增加，在1100℃b激活后，最大二次电子发射系数就达到了4.3，但继续提高温度1150℃b后，次级发射系数开始明显下降，分析认为，随着激活温度的提高，稀土氧化物失氧程度增加，越有利于二次电子的传输，使次级发射系数增大。同时稀土氧化物的厚度对二次电子的发射也起着至关重要的影响，随着激活温度提高和激活时间的累计，表层内稀土厚度增大，对电子产生很大的散射作用，不利于电子的运输和补充，进而不利于电子的逸出，影响二次电子发射。