离子束表面改性无氧铜能抑制无氧铜材料的二次电子发射,为了获得最佳处理工艺参数、探究抑制二次电子发射机理及进行相关研究,本文首先利用离子束表面改性设备对无氧铜进行轰击并沉积钼原子,通过大量实验,最终得出能获得较低二次电子发射系数的一套工艺参数:600℃×1h×1400V×1×22.2A/m2,即在600℃下处理1h,屏极电压为1400V,沉积速率为1,束流密度为22.2 A/m2。在这套工艺参数下离子束改性处理的无氧铜样品在电子垂直入射下的最大二次电子发射系数δm最低可达到0.46,比未处理的无氧铜(本实验测量值为δm≈1.26)下降了65%。　　 其次,用带能谱的扫描电子显微镜对处理后的无氧铜表面进行形貌和成分分析,发现整个表面呈现特殊的凹凸形貌,且表面有大量的钼集中于突出物的顶端。该形貌的形成是一个非常复杂的物理化学过程,受基底与“掩膜”材料的熔点差异、溅射率差异以及工艺条件等多种因素影响,涉及蒸发、再沉积、表面扩散及“成核”等多重环节。本文研究采用的基底-掩膜组合及取得的实验结果与所谓的“高熔点理论”和“低溅射率理论”均不冲突。　　 再次,无氧铜作为空间行波管多级降压收集极的常用材料,有时还要经过表面清洗、高温钎焊等后续处理程序,但这些程序可能对改性处理后的无氧铜的低二次电子发射特性有影响,为了评估这些影响,用氢炉和超声波清洗机对改性后的无氧铜进行模拟高温钎焊和超声波清洗+钎焊处理,结果发现,对于高温钎焊,δm只上升了12.1%,而对于超声波清洗+钎焊处理,δm上升了55.4%。说明经离子束表面改性的试样不宜采用超声的方法进行清洗,但其低二次电子发射特性可以经受高温焊接的过程而不发生显著变化。　　 最后,探讨了其它材料及工艺方法处理样品的二次电子发射特性,包括电火花加工无氧铜、石墨沉积于无氧铜、离子束轰击的钼铜合金、离子束轰击石墨的二次电子发射特性,发现目前前两者不能起到抑制二次电子发射的作用,而后两者的二次电子发射系数明显低于未处理样品,因而后两者有潜力作为低二次电子发射材料及工艺。