本论文采用液液掺杂－冷冻干燥－SPS 烧结的方法研制了一种新型稀土－钨热电子发射材料并进行了发射性能测试，通过 XRD，SEM，FESEM，TEM 等检测方法，研究了镧钨，铈钨，钇钨粉末和烧结体的组织结构。从原子结构角度分析了电子发射的主要矛盾，讨论了热电子发射的基本原理，最后针对稀土氧化物－钨热电子发射材料进行了发射机理的探讨。通过对比发现，用这种新工艺制备的镧钨，铈钨，钇钨热电子发射材料的零场发射电流密度提高，有效逸出功降低。论文通过 FESEM 和 TEM 观察表明冷冻干燥法制取的镧钨，铈钨，钇钨粉末颗粒大小都在 30nm 左右，冷冻干燥法制备纳米粉末是一种优异的工艺。通过显微组织观察发现稀土在粉末和烧结体内的分布均匀性很好。纯钨、稀土氧化物－钨、稀土氧化物－钼以及钡钨热电子发射材料中都有具有高能价电子的元素 W，Mo，Y，La，Ce，Ba，这些元素原子的外层高能价电子受到较弱的核的吸引力，最易挣脱原子核的力场而发射出来，因此高能价电子是提供热电子发射的源泉。一种热电子发射材料要产生良好的发射，首先要有高能价电子，其次材料的逸出功要低。稀土金属超微粒子是热电子发射的根源，稀土金属超微粒子与氧适当配合形成了低逸出功的发射中心。研究了纳米复合稀土氧化物－钨热电子发射材料发射的稳定性，分析认为发射稳定性决定于两个平衡过程，一是表面活性物质的蒸发和补充之间的平衡，二是表面电子的发射和补充之间的平衡。根据“Patch model”分析了纳米复合稀土氧化物－钨热电子发射材料发射特性，纳米复合稀土氧化物－钨阴极材料r2 2σ 有更小的值，而 jm增大，这说明 2其热发射增强并且发射更加均匀。纳米复合稀土氧化物－钨热电子发射材料发射能力强，具有好的发射稳定性和均匀性，而且其工作温度比敷钍钨阴极降低了 350K 左右，因此纳米复合稀土氧化物－钨热电子发射材料是一种优异的热电子发射材料。