潘宁放电在密封电真空器件真空度测量中的应用

密封电真空器件的可靠性尤其重要 ,而影响其可靠性的主要因素是真空度。对于具有两个电极的密封电真空器件由于无法利用其自身的电极结构直接测定其真空度 ,因此需要研究并建立一种合适的真空度测量方法。分析了利用潘宁放电来测量两个电极的密封电真空器件真空度的工作原理 ,设计了测试实验装置 ,初步建立了密封电真空器件的潘宁放电模型 ,给出了有关实验数据。

中子检测隐藏爆炸物技术的研究进展

对中子检测隐藏爆炸物技术的基本原理作了较详细的介绍,对几种不同的检测方法进行了比较,分析了当前国内外的研究现状,并指出了未来的发展方向。

中子发生器中二次电子抑制的数值模拟

讨论了密封中子发生器中二次电子流的产生机制,介绍了几种不同的二次电子流的抑制方法。针对不同的抑制方法进行了粒子模拟实验,结果表明,在直接利用法拉第圆筒形状的加速电极抑制的情况下,只能抑制住部分二次电子,一部分电子还可以通过加速孔进入加速空间形成二次电子流,二次电子流约占靶面二次电子发射电流的1/5。在法拉第圆筒状加速电极的基础上加上电场抑制,能很好地抑制二次电子流的产生,当偏压为300V时,二次电子电流近似为零。

等离子体离子源发射面的理论计算与数值模拟

等离子体离子源发射面的位置和形状决定了离子束的传输特性,而发射面的位置与形状又取决于等离子体参数、引出电压、电极结构等,并自动地调节到某个平衡状态。介绍了一种2维情况下等离子体离子源发射面的位置与形状的理论计算方法,即非磁化等离子体不能扩散进入外加电场中大于一定临界值的区域,等离子体离子源发射面的位置及形状可以通过直接求解引出系统的Laplace方程而得到。利用基于PIC的OOPIC程序对不同引出结构的发射面位置及形状和引出束流进行了数值模拟,结果与理论计算的结果十分接近。

陶瓷/金属焊接应力的数值计算与分析

陶瓷/金属焊接过程中容易产生残余应力,将影响到产品的可靠性。应用薄壳理论推导的理论公式对典型焊接结构的应力分布进行了理论计算,同时应用ANSYS有限元分析软件对该结构的应力进行了数值计算。结果表明理论计算与有限元分析结果一致,同时ANSYS可以给出详细的应力分布,完全可以应用于陶瓷/金属焊接的应力计算。

中子检测爆炸物的原理实验研究

传统的X射线无损检测应用广泛,但X射线对低原子序素构成为主的爆炸物不能进行有效的甄别;中子穿透能力较强,能和原子核相互作用产生特征γ射线,因此中子无损检测方法能有效弥补X射线无损检测方法的不足。介绍了几种常用的中子无损检测方法,并采用脉冲快热中子法(为PFTNA)的方法对模拟爆炸物进行了测量。实验结果表明,利用密封中子发生器和采用PFTNA方法进行爆炸物检测是可行的。

脉冲放电法测量密封真空管真空度

密封真空管的可靠性尤其重要,影响其可靠性的主要因素是真空度。采用脉冲放电的方法研究了密封真空管真空度的测量方法,建立了离子流的理论模型和真空度的测量装置,给出了测量结果,并进行了讨论。结果表明,该方法是可行的,测试误差满足真空度的测量要求。

Ti/Ag/Cu活性焊料的封接特性

Ti/Ag/Cu活性焊料法广泛应用于陶瓷与金属的焊接中,但该焊料在陶瓷表面的浸润性较差,在金属表面易发生偏析的现象。本文对该焊料的流散特性进行了讨论,对陶瓷与金属的封接界面进行了分析,对封接机理进行了讨论,结果表明在封接界面生成Ti的氧化物主要是TiO2。

微波硫灯的工作机理

对微波琉灯的工作机理进行了探讨,设计了微波硫灯的原理装置,并对其工作特性进行了初步的研究。

特种高压器件离子光学系统的计算

特种高压器件主要由离子源、加速系统、靶子等组成,是一种微型加速器。特种高压器件的离子光学系统对特种高压器件的特性影响很大,因此离子光学系统的计算对于特种高压器件的设计具有重要意义。本文从束流光学出发,对特种高压器件的静电场和束包络的解析公式进行了推导和计算;同时利用基于PIC的粒子模拟程序对束流的传输过程进行了数值计算,结果表明两种方法得到的束斑大小吻合较好。

陶瓷金属封接应力的分析与测试

陶瓷-金属封接过程中容易产生残余应力,将影响到封接强度和产品的可靠性。应用理论公式和ANSYS有限元分析软件对典型结构的应力分布进行了计算,同时应用X射线衍射法对该结构的应力进行了测试。结果表明计算与测试结果一致,ANSYS完全可以应用于陶瓷/金属封接的应力计算,同时X射线衍射法是一种测试陶瓷金属封接应力的可行方法。

场致发射影响微间隙气体放电形成的模拟

当间隙间距达到几微米时,其击穿电压将与帕邢曲线显著偏离。文中以间隙间距4μm为典型研究对象,基于网格质点法耦合蒙特卡洛碰撞(PIC-MCC)建立这种微间隙气体放电形成过程的仿真模型,并分析了考虑与不考虑场致电子发射对这种微间隙气体放电形成过程的影响,获得了放电形成过程中不同粒子数密度时空分布、不同粒子速度分布和电场分布等随时间的变化,最后通过分析与讨论得到了间隙间距在2~5μm左右范围时,形成微间隙气体放电过程的主要因素是阴极场致电子发射和随后的离子增强场致电子发射;而当间隙间距小于1μm时场致电子发射将会在形成微间隙气体放电过程中起到主要作用。

提高电子节能灯的质量探讨

提高电子节能灯的质量探讨金大志，刘恒武（中国工程物理研究院化工材料研究所）前言电子节能灯又称电子一体化节能灯，ＩＥＣ又称之为自镇流灯。由于其结构紧凑、外观美观、光色好、节能显著、寿命长等特点，是取代白炽灯的理想光源。近几年得到飞速发展和广泛应用，国内...

三电极气体火花开关触发过程中的等离子体行为特性

三电极气体火花开关放电导通时的触发过程对其性能有着重要影响,而实验中发现某些三电极气体火花开关在触发过程中可能存在触发极与阴极和阳极几乎同时导通的问题,为了解释这种现象,利用PIC-MCC（网格粒子法耦合蒙特卡罗碰撞）程序建立了对应的三电极气体火花开关触发过程仿真模型,获得了电子、离子在触发过程中的时空分布演化特性及电场分布特性,阐明了触发过程中触发极与阴极、触发极与阳极形成等离子体通道的物理机理,分析了电场分布和绝缘体表面电荷累积效应等对触发过程中等离子体通道形成的影响,揭示了绝缘体表面二次电子发射等是导致触发极与阴极、触发极与阳极几乎同时形成等离子体通道的关键因素。这些都为进一步深入研究三电极气体火花开关,提高其工作性能奠定了坚实的基础。

并行多注THz折叠波导行波管的理论分析与数值模拟

为了提高THz行波管的输出功率,通过并行多注和功率合成的方法,完成了并行多注D波段折叠波导行波管的理论分析与数值模拟。计算结果表明:单束行波管在0.135～0.157THz频率区间具有很好的色散平坦度,3dB带宽为13GHz,0.14THz处获得了20.88dB的最大增益;多束合成行波管在0.14THz处获得了20.8dB的合成增益,3dB带宽区间合成效率不低于92%。数值模拟表明该方法很好地实现了多路放大信号的合成输出。并行多注行波管具有输出功率大、单束电流小、聚焦磁场低等优点,能够在低发射电流密度条件下实现大功率THz辐射。

气体火花开关电极的溅射特性

电极烧蚀和颗粒溅射是影响气体火花开关绝缘性能和工作可靠性的主要因素之一,为进一步研究其电极烧蚀及颗粒溅射特性。利用充气式真空动态平台开展不同材料（Mo、WCu）电极间的大电流放电实验并利用扫描电镜进行分析。结果表明：无论作为阳极还是阴极,WCu在前500次放电过程中都比Mo更早出现烧蚀痕迹,甚至首次放电即产生4μm溅射颗粒;50次放电后,阴阳极间开始出现相互颗粒溅射,且分布范围随放电次数增加逐步扩大到距阴极孔边缘1 mm左右的区域。这表明采用电极烧蚀率作为衡量材料的耐烧蚀性能的单一指标是存在缺陷的,其无法排除电极间溅射颗粒质量的影响,而溅射颗粒由于其分布广、易脱落等特点成为影响开关绝缘性能的关键因素。

含氢电极脉冲放电等离子体特性诊断

利用飞行时间质谱法诊断了含氢电极脉冲真空弧离子源放电等离子体成分、离子电荷状态及离子扩散速度等特性。实验结果表明,含氢电极脉冲真空弧离子源放电等离子体的离子成分主要由H+,Ti+,Ti2+和Ti3+组成,其中Ti2+占主要部分。当放电电流为40～80 A时,Ti离子的平均电荷数在1.95～2.13之间,随着放电电流的增大,平均电荷数也会增加。同时诊断了不同离子的扩散速度,其值均在104m/s量级,但不同离子的扩散速度有所不同。

微型潘宁离子源引出结构计算仿真与设计

石油勘探测井中小型中子管由于其外径小、内部结构复杂和高中子产额,要求离子源引出的束流在靶上的轰击面积尽可能大。对几种不同的中子管离子源引出结构进行了软件仿真和验证试验。要使中子管在不同靶压下影响减小并稳定工作,需要考虑屏蔽靶压电场对离子源放电的影响;对引出孔结构和离子束流在加速空间的运行轨迹进行计算和仿真,改变离子源引出孔结构能相应调整离子束流在靶上的轰击面积;离子源引出孔由1个大孔改为多个小孔,靶压电场对多孔离子源内部放电基本没有影响,与大孔源相比,离子引出比例低,但稳定性要好,在相同离子流(100μA)情况下,多个小孔管引出的靶流只有1个大孔管的50%左右;而在相同靶流(20μA)和相同靶压下,多个小孔管离子源的中子产额比1个大孔管的离子源的中子产额要高20%左右。计算仿真的结果和试验吻合好,经试验验证其中子管工作稳定,中子产额提高,达到了设计目的。

微加工工艺误差对THz折叠波导行波管性能影响

在太赫兹频段,折叠波导慢波结构主要采用微细加工技术完成。讨论了目前折叠波导慢波结构主要的微加工工艺,分析了主要工艺误差包括波导深度、侧壁垂直度对0.41 THz折叠波导慢波结构高频特性的影响。通过分析比较,a值对折叠波导行波管性能影响很大,需要在工艺中精确控制。在侧壁垂直度为89°范围以内,侧壁垂直度的变化对折叠波导行波管性能影响不大。通过仿真分析,确定了工艺中必须控制加工精确度的工艺步骤,这对0.41 THz折叠波导行波管的研制有非常重要的意义。

气体火花开关初始放电等离子体演化过程

气体火花开关的初始放电过程对研究其工作状态有着非常重要的影响,通过基于网格粒子法-直接蒙特卡罗法(PIC-DSMC)耦合算法模拟了气体火花开关从放电开始到等离子体通道初步形成的完整过程,得到了电子和离子的数密度时空分布变化,分析了间隙中电场分布随时间变化规律,完整清晰地揭示了气体火花开关从放电初始到等离子体通道初步形成的物理过程,并初步开展了气体火花开关击穿过程的光学诊断实验,为进一步深入研究气体火花开关的物理机理打下了基础。