快热阴极热子组件的研制

作     者：杨立霞 

作者单位：电子科技大学 

学位级别：硕士

导师姓名：鄢扬;李季

授予年度：2011年

学科分类：080901[工学-物理电子学] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 

主      题：快热阴极热子组件 快热特性试验 瞬态热分析 振动冲击试验 

摘      要：本论文研究关注如何提高阴极快速启动的性能，以满足诱饵装置对阴极的实际使用需求。在原有阴极热子组件不能满足此需求的基础上，基于两个热传导方程，综合考虑了阴极热子组件的热结构和机械结构，改进了原有结构中的热子及热子组件的形式、阴极支撑结构，完成了阴极直径为Φ3.2mm快热阴极热子组件两种不同结构（微改结构与支架结构）的设计。运用ANSYS瞬态热分析软件完成了此两种不同结构的快热阴极热子组件升温的仿真模拟。通过模拟的结果，对两种结构的阴极热子组件的升温速率进行了比较，结合工艺并运用阴极研究室现有的技术基础完成了快热阴极热子组件的工艺制备。 为验证所制备的快热阴极热子组件的热结构和机械结构，分别对快热阴极热子组件进行了快热特性试验和冲击试验。 快热特性试验中，微改结构的快热阴极热子组件在行波管的环境中进行快热性能测试，阴极启动7s时，行波管达到了满功率输出，此时阴极温度超过1000℃。支架结构的快热阴极热子组件裸露于玻壳的环境中进行快热性能测试，结果如下：1#组件中，当热子冲击电压为5.0V时，阴极的温度达到1000℃，所用时间为7s;2#组件中，当热子冲击电压为5.5V时，阴极的温度达到1012℃，所用时间为7s;由经验可知，若组件于电子枪或行波管中进行快热测试，达到同样的温度，所用时间还会减少20%-30%。因此，所设计的微改结构与支架结构的两种快热阴极热子组件均满足本论文的预定需求，即直径为Φ3.2mm的阴极，温度达到1000℃时，所用时间≤7s。 振动冲击试验中，所制备微改结构的快热阴极热子组件满足加速度100g，脉冲宽度2ms的冲击条件，满足本论文的预定需求。由于用户电参数的要求，支架结构的快热阴极热子组件并未启用，但与此结构类似的小多注快热阴极热子组件已通过了加速度50g，脉冲宽度11ms的冲击条件，能否通过加速度100g，脉冲宽度2ms的冲击条件有待进一步论证，但是，支架结构的快热阴极热子组件为未来具有3-5s快热要求的弹载行波管的应用奠定了基础。 最后，本文对以后需要继续的工作提出一些建议和设想。