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空心阴极羽流等离子体放电不稳定性二维仿真模型

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兵工学报 2024年第4期45卷 1208-1218页

作者：田丰苗龙梁福文宋家辉何梓豪武志文王宁飞北京理工大学宇航学院北京100081

空心阴极放电过程中空间电势振荡会影响其工作性能,振荡过程产生的高能离子会对阴极孔产生溅射腐蚀,进而严重影响空心阴极的使用寿命。建立由质点网格(Particle-in-Cell,PIC)模型、振荡幅值模型与等效电路模型组成的一体化耦合模型来计... 详细信息

空心阴极放电过程中空间电势振荡会影响其工作性能,振荡过程产生的高能离子会对阴极孔产生溅射腐蚀,进而严重影响空心阴极的使用寿命。建立由质点网格(Particle-in-Cell,PIC)模型、振荡幅值模型与等效电路模型组成的一体化耦合模型来计算空心阴极放电过程电势振荡特性。采用PIC模型计算不同放电电流、放电电压及气体流量下羽流等离子体放电特性,获得羽流的电势、等离子数密度、电场强度和电子温度等时均参数的空间分布。基于等离子体聚集与耗散理论,建立电势振荡幅值模型,根据计算得到的时均参数来预估空间电势振荡幅值。将等离子体时均参数以及电势幅值振荡参数作为输入参数,代入到空心阴极放电等效电路模型中,从而得到相应工况下的电势振荡波形图。通过和实验结果对比发现,所建立的一体化耦合模型能较好地预估空心阴极羽流等离子体电势振荡特性,研究成果可用于指导空心阴极稳定放电,提升空心阴极在轨工作时限。

关键词：空心阴极质点网格模型电势振荡等效电路模型等离子体聚集与耗散

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空心阴极类火花放电初始电离过程的PIC/MCC模拟

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物理学报 2008年第2期57卷 990-995页

作者：郑飞腾杨中海金晓林电子科技大学物理电子学院成都610054

采用粒子模拟与蒙特卡罗相结合(PIC/MCC)的方法,应用静电模型,编写了准三维的模拟程序.该程序能够较好地描述空心阴极类火花放电初始电离过程的演化步骤.通过研究电离过程的细节,可以认为该阶段电离过程是空心阴极效应和局部强电场共同... 详细信息

采用粒子模拟与蒙特卡罗相结合(PIC/MCC)的方法,应用静电模型,编写了准三维的模拟程序.该程序能够较好地描述空心阴极类火花放电初始电离过程的演化步骤.通过研究电离过程的细节,可以认为该阶段电离过程是空心阴极效应和局部强电场共同作用的结果.从起始电离到空心阴极初始阶段,局部强电场在电离过程中起到了支配作用;随后空心阴极效应占据主导地位.

关键词：粒子模拟蒙特卡罗空心阴极类火花放电

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空心阴极放电离子镀法沉积氮化钛涂层

清华大学学报（自然科学版） 1995年第2期35卷 103-108页

作者：解正国石铭德庄谨清华大学核能技术设计研究院

论述了空心阴极放电离子镀的工作原理，ＫＹＦ－６００型离子镀膜机的特点，各工艺参数的选择与控制以及ＴｉＮ涂层齿轮切削性能的试验与结果分析。试验表明，经镀覆ＴｉＮ的高速钢齿轮刀具可提高寿命１至４倍，经济效益显著。

关键词：空心阴极放电离子镀氮化钛涂层

空心阴极制备a-CN_x:H薄膜的结构及力学性能研究

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功能材料 2007年第9期38卷 1460-1463页

作者：倪静陈志梅吴卫东杨向东唐永建四川大学原子分子物理研究所四川成都610065 中国工程物理研究院四川绵阳621900

以CH4和N2为反应气体,采用空心阴极放电激发的等离子体增强化学气相沉积法在Si片上制备出了氢化非晶碳氮(a-CNx∶H)薄膜。利用原子力显微镜(AFM)对薄膜的表面光洁度及表面形貌进行了测量和表征。利用X射线光电子能谱(XPS)、傅立叶红外... 详细信息

以CH4和N2为反应气体,采用空心阴极放电激发的等离子体增强化学气相沉积法在Si片上制备出了氢化非晶碳氮(a-CNx∶H)薄膜。利用原子力显微镜(AFM)对薄膜的表面光洁度及表面形貌进行了测量和表征。利用X射线光电子能谱(XPS)、傅立叶红外吸收谱(FTIR)和纳米压入(nano-indentation)等测试手段分析了薄膜的成分、结构及力学性能。结果表明:薄膜的表面光滑、致密,表面光洁度<1nm。薄膜的最大N含量达到了26.39%(原子分数),对应的N/C为0.41。XPS和FTIR分析表明:薄膜中的C、N原子是通过C—N、C N、C≡N结合的,同时存在一定量的—CHx和—NHx基团。另外,我们发现薄膜的硬度及弹性模量随N2/CH4比的增加而增加,并且主要受微观结构(C—N/C≡N比)的影响。

关键词： α-CNx:H 空心阴极纳米压入硬度模量

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空心阴极真空电弧基本特性的研究

机械工程学报 2000年第4期36卷 91-94页

作者：郭和平钱乙余方洪渊郭德伦吴希孟哈尔滨工业大学现代焊接国家重点实验室哈尔滨150001 北京航空工艺研究所

研究了空心阴极真空电弧焊接（ＨＣＶＡＷ）的一些基本现象和特性。研究表明，ＨＣＶＡＷ电弧有两种基本电弧形态：发散型和积聚型；采用铜阳极时，ＨＣＶＡＷ电弧光谱主要是受激氩原子谱线和一次氩离子谱线组成。并讨论了氩气流量、弧... 详细信息

研究了空心阴极真空电弧焊接（ＨＣＶＡＷ）的一些基本现象和特性。研究表明，ＨＣＶＡＷ电弧有两种基本电弧形态：发散型和积聚型；采用铜阳极时，ＨＣＶＡＷ电弧光谱主要是受激氩原子谱线和一次氩离子谱线组成。并讨论了氩气流量、弧长和空心阴极内径对电弧伏安特性的影响。

关键词：空心阴极真空电弧焊接伏安特性

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空心阴极的发射热特性研究

推进技术 2020年第4期41卷 951-960页

作者：于博于建康小录赵青电子科技大学资源与环境学院信息地学研究中心四川成都611731 上海空间推进研究所上海201112 上海空间发动机工程技术研究中心上海201112

空心阴极的发射体在电子发射时会处于动态热平衡状态,这种发射热特性对发射体的利用率和工作寿命有重要意义。为研究空心阴极发射热特性及相关热设计方法,建立一种流-热耦合数值模型,将等离子体流场计算与组件热分布计算进行耦合,并采... 详细信息

空心阴极的发射体在电子发射时会处于动态热平衡状态,这种发射热特性对发射体的利用率和工作寿命有重要意义。为研究空心阴极发射热特性及相关热设计方法,建立一种流-热耦合数值模型,将等离子体流场计算与组件热分布计算进行耦合,并采取一种逆向迭代方法来收敛计算,数值模型在验证试验下的计算误差低于11.3%。在此基础上,对发射体温差的机理以及阴极顶孔径对发射体温差的影响规律进行数值分析,主要结论为:羽状模式下的核心电离区较发散,导致发射体温差较点状模式高出50 K左右;适当增加阴极顶孔径可对发射体温差有降低作用。

关键词：空心阴极热电子发射热特性逆向迭代数值计算

空心阴极电子束对多弧离子镀TiAlN薄膜组织形貌及摩擦学性能的影响

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真空科学与技术学报 2012年第1期32卷 19-24页

作者：吴化宋力李雪松杨悦长春工业大学先进结构材料教育部重点实验室长春130012

采用空心阴极电子束辅助多弧离子镀的方式在WC基体上制备了TiAlN薄膜,讨论了电子束能量的大小对膜层组织形貌及摩擦学性能的影响。利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、表面轮廓测试仪及材料表面微纳米力学测试系统对薄膜的相组成、微观... 详细信息

采用空心阴极电子束辅助多弧离子镀的方式在WC基体上制备了TiAlN薄膜,讨论了电子束能量的大小对膜层组织形貌及摩擦学性能的影响。利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、表面轮廓测试仪及材料表面微纳米力学测试系统对薄膜的相组成、微观结构、三维形貌及摩擦学性能进行了检测和分析。结果表明:在未施加空心阴极电子束作用时薄膜具有明显的(112)择优取向,随着空心阴极电流的提高,薄膜逐渐朝着多晶面生长,择优取向减弱。电子束对膜层的形貌及摩擦学性能有显著影响,随着电子束能量的提高,膜层逐渐变得致密、平整,表面粗糙度和摩擦系数均降低,抗磨损性能提高。

关键词：空心阴极 TiAlN薄膜电子束离化率