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光电倍增管具有很高的灵敏度，被广泛应用于各种质谱仪、光谱仪、原子钟、等离子平板显示器等真空电子器件。Ag-Mg合金型阴极具有次级发射系数高、环境友好、制备工艺简单等优点，是电子倍增器打拿极、倍增极的理想材料。然而，经活化处理的Ag-Mg合金阴极次级发射性能差异较大、不耐电子束轰击。本研究采用Ag-3wt％Mg（简称Ag-3Mg）合金，主要研究了热活化工艺参数对合金表面成膜特性及其次级发射性能的影响，并通过向合金中添加Al元素，形成复合氧化膜以改进阴极的耐电子束轰击性能。 采用感应熔炼法制备得到Ag-3Mg合金阴极基体，并在450～650℃、0.5～10.0Pa氧气气氛条件下进行热活化处理。热活化过程中，镁原子向表面扩散、氧气分子向基体内部扩散并反应，最终在表面形成MgO薄膜。MgO薄膜厚度随着低真空氧压、活化温度、时间的增加而增加。当氧压低于10.0Pa时，合金表面形成连续、致密的MgO薄膜;而当氧压大于10.0Pa时，基体内部的镁原子优先氧化，导致镁原子无法扩散到样品表面形成连续的氧化膜，恶化阴极次级发射性能。 经过氧压5.0Pa、温度600℃活化20min后，Ag-3Mg合金表面生成了65nm厚MgO薄膜活性层，具备最优异的次级发射性能（在一次电子能量1380eV，收集电压250V条件下，最大次级发射系数为10），而薄膜太薄或太厚均使合金阴极的二次电子发射系数降低。MgO层较薄时，一次电子易穿透MgO层进入银基体内部，而MgO层较厚时，电子未激发的MgO层厚度较大，不利于电子补充，易产生充电效应。软件模拟分析表明，一次电子穿透深度小于MgO层厚度13-18nm时，合金阴极具有最大的次级发射系数，未穿透MgO层的电子供应由隧道效应完成。此外，表面粗糙度较低时，阴极的次级发射性能更好。 在一次电子能量600eV，一次电流密度4mA/cm2条件下对Ag-3Mg合金阴极进行轰击寿命实验。经20h轰击后，阴极次级发射系数从5.7降低到2.3。这是由于MgO晶体长时间失去点阵电子，导致MgO分解所致。适当增加MgO薄膜厚度，有利于阴极耐电子束轰击性能提高。采用Ag-2wt％Mg-2wt％Al合金，在20.0Pa氧压、500℃活化30min后形成膜厚为58nm的MgO-Al2O3复合薄膜，次级发射系数可达7以上，且在相同能量的电子束流持续轰击下次级发射系数降低明显减缓，其根本原因在于薄膜中Al2O3的存在使其致密性、稳定性得到提高。