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微波射频场在微波管中产生爆炸电子发射特性初步分析 被引量:4
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作者 罗皓飞 杨建华 +1 位作者 林加金 高飞 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第11期3024-3028,共5页
对微波射频场在微波管内引起的场致发射和爆炸电子发射及等离子体的产生进行了分析,推导了等离子体产生强度与微波振幅、材料的电阻率、热传导系数、质量密度和比热容之间的关系,得到了晶须温度分布的表达式,通过数值解析的方式总结出... 对微波射频场在微波管内引起的场致发射和爆炸电子发射及等离子体的产生进行了分析,推导了等离子体产生强度与微波振幅、材料的电阻率、热传导系数、质量密度和比热容之间的关系,得到了晶须温度分布的表达式,通过数值解析的方式总结出在远大于微波周期的时间尺度上晶须温度提高随时间线性上升。在模型所述材料特性下,温度的上升率达到了3.22×1010℃/s,在100ns量级就可以使晶须发生气化形成等离子体。 展开更多
关键词 场致发射 爆炸电子发射 脉冲缩短 频率 晶须 微波
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场致发射的温度效应对微波管爆炸电子发射的影响 被引量:2
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作者 左应红 王建国 +2 位作者 范如玉 朱金辉 牛胜利 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第5期1236-1240,共5页
为研究场致发射的温度效应对微波管中爆炸电子发射过程的影响,在对比分析低温条件下的场致发射电流密度Fowler-Nordheim(FN)和一般的电子发射电流密度积分公式的基础上,利用细长圆柱形微凸起模型,重点考虑焦耳加热和热传导两个因素,编... 为研究场致发射的温度效应对微波管中爆炸电子发射过程的影响,在对比分析低温条件下的场致发射电流密度Fowler-Nordheim(FN)和一般的电子发射电流密度积分公式的基础上,利用细长圆柱形微凸起模型,重点考虑焦耳加热和热传导两个因素,编程计算得到了微凸起内部的温度分布和不同位置处温度随时间的变化。结果表明:场致发射的温度效应是一个重要影响因素,考虑温度对场致发射的影响后,微凸起内部各点的温度随时间呈非线性增长,且增长速率越来越大;在微波电场强度较弱时,若不考虑场致发射的温度效应而直接用FN公式表示的电流密度代入计算,会使爆炸发射延迟时间变短;当微波电场很强时,温度效应对爆炸发射延迟时间的影响则较小。 展开更多
关键词 场致发射 温度效应 爆炸电子发射 脉冲缩短 微凸起 微波管
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爆炸电子发射边界的粒子模拟实现
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作者 卓红斌 胡庆丰 +1 位作者 常文蔚 徐涵 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第11期1068-1072,共5页
 介绍了自行研制的全电磁柱坐标粒子模拟程序的电流分配方法和金属爆炸电子发射边界的模拟实现,该电流分配方法满足电荷电流连续性方程,避免了繁琐的泊松修正,适用于复杂边界物理问题的模拟研究。基于此电流分配方法的基础上,给出了建...  介绍了自行研制的全电磁柱坐标粒子模拟程序的电流分配方法和金属爆炸电子发射边界的模拟实现,该电流分配方法满足电荷电流连续性方程,避免了繁琐的泊松修正,适用于复杂边界物理问题的模拟研究。基于此电流分配方法的基础上,给出了建立在高斯定理基础上的简单且易于程序实现的阴极发射边界算法。利用该程序对平面二极管电子发射现象的模拟结果证明了算法的正确性。 展开更多
关键词 粒子模拟 电流分配方法 爆炸电子发射 电荷电流连续性方程
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强流电子束源阴极等离子体的粒子模拟 被引量:4
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作者 徐启福 刘列 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第11期2974-2978,共5页
模拟了强流电子束源阴极表面附近区域数密度约1014 cm-3的等离子体的膨胀过程,观察到等离子体膨胀速度约为1cm/μs。通过观察不同时刻阴极附近电子和离子的相空间分布、数密度分布和轴向电场分布,分析了等离子体膨胀过程。结果表明:等... 模拟了强流电子束源阴极表面附近区域数密度约1014 cm-3的等离子体的膨胀过程,观察到等离子体膨胀速度约为1cm/μs。通过观察不同时刻阴极附近电子和离子的相空间分布、数密度分布和轴向电场分布,分析了等离子体膨胀过程。结果表明:等离子体的产生使得阴极表面电场增强,进而增大阴极的电流发射密度,电流密度增加使得空间电荷效应增强,并使等离子体前沿处的电场减小,当等离子体前沿处的电场减小到零时等离子体向阳极膨胀。讨论了等离子体温度、离子质量、束流密度和离子产生率对等离子体膨胀速度的影响。结果表明:等离子体的膨胀速度随着等离子体温度升高而增大,随离子质量增大而减小,但膨胀速度不等于离子声速;等离子体产生率越小,等离子体膨胀速度越小。 展开更多
关键词 强流电子束二极管 爆炸电子发射 阴极等离子体 等离子体膨胀速度 粒子模拟
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阴极微凸起形状对热不稳定性的影响 被引量:4
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作者 左应红 王建国 +2 位作者 范如玉 朱金辉 牛胜利 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第3期767-772,共6页
为了研究阴极微凸起形状对其热不稳定性的影响,采用数值模拟方法研究了不同外加电场条件下,圆柱、圆台和圆锥形等不同形状微凸起的热不稳定性发展过程。结果显示:对于不同形状的微凸起,当微凸起顶部温度达到阴极材料的熔点时,微凸起内... 为了研究阴极微凸起形状对其热不稳定性的影响,采用数值模拟方法研究了不同外加电场条件下,圆柱、圆台和圆锥形等不同形状微凸起的热不稳定性发展过程。结果显示:对于不同形状的微凸起,当微凸起顶部温度达到阴极材料的熔点时,微凸起内部温度分布差异显著,随着微凸起形状由圆柱-圆台-圆锥形变化,微凸起内部温度接近材料熔点的部位越来越少;外加电场相同时,微凸起形状越接近圆锥形,爆炸电子发射延迟时间越长;在阴极表面电场强度高于11GV/m时,爆炸电子发射延迟时间随着微凸起顶底半径比值的减小或阴极表面电场强度的下降近似成指数规律增长。 展开更多
关键词 阴极 场致发射 微凸起 热不稳定性 爆炸电子发射延迟时间
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空间电荷效应对阴极微凸起热不稳定性的影响 被引量:2
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作者 孙钧 刘国治 林郁正 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第10期1699-1701,共3页
由于金属微凸起爆炸电子发射的预发射电流密度一般都超过108A/cm2,因此必须考虑其空间电荷效应的影响。基于金属微凸起爆炸电子发射起始过程模型,通过理论分析和数值模拟,给出了考虑预发射电流空间电荷效应的微凸起爆炸发射延迟时间随... 由于金属微凸起爆炸电子发射的预发射电流密度一般都超过108A/cm2,因此必须考虑其空间电荷效应的影响。基于金属微凸起爆炸电子发射起始过程模型,通过理论分析和数值模拟,给出了考虑预发射电流空间电荷效应的微凸起爆炸发射延迟时间随二极管平均电场的变化关系。与不考虑预发射电流空间电荷效应的结果进行对比表明,预发射电流的空间电荷效应可以显著增加金属微凸起的爆炸发射延迟时间。 展开更多
关键词 微凸起 爆炸电子发射 发射电流 空间电荷效应
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金属表面形貌对真空击穿阈值的影响 被引量:1
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作者 胡祥刚 宋玮 +8 位作者 向导 朱晓欣 李小泽 谭维兵 张立刚 沈志远 程攀伦 宁齐 梁旭 《太赫兹科学与电子信息学报》 北大核心 2019年第1期174-178,共5页
探索提高真空击穿阈值的方法,对脉冲功率技术的发展和应用具有重要意义。在金属表面电子发射理论分析的基础上,采用有限元法计算电极表面电场随二极管电压的变化规律,设计实验系统,并开展实验研究。实验对比钛合金TC4阴极在不同表面粗... 探索提高真空击穿阈值的方法,对脉冲功率技术的发展和应用具有重要意义。在金属表面电子发射理论分析的基础上,采用有限元法计算电极表面电场随二极管电压的变化规律,设计实验系统,并开展实验研究。实验对比钛合金TC4阴极在不同表面粗糙度下真空击穿阈值,实验表明,当阴极表面粗糙度(轮廓最大高度R_z)分别为26.13 m,10.41 m,6.75 m,1.12 m,0.13 m时,击穿阈值分别为306 kV/cm,345 kV/cm,358 kV/cm,392 kV/cm,428 kV/cm。当R_z由26.13 m减小至0.13 m时,击穿阈值提高39%。金属表面击穿阈值随R_z减小而提高,减小金属表面的R_z,是提高真空击穿阈值的有效方法。 展开更多
关键词 场致爆炸电子发射 表面粗糙度 真空击穿阈值
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Formation of a Quasi-Stationary Discharge in the Explosive-Emission Electron Sources
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作者 Eduard N. Abdullin Gennady P. Bazhenov Yury P. Bazhenov Alexander V. Morozov 《Journal of Energy and Power Engineering》 2012年第7期1177-1182,共6页
Formation of a quasi-stationary discharge or quasi-stationary emission mode in the explosive-emission electron sources is related to the current limitation resulting from the emissive ability saturation of cathode pla... Formation of a quasi-stationary discharge or quasi-stationary emission mode in the explosive-emission electron sources is related to the current limitation resulting from the emissive ability saturation of cathode plasma with its expansion. The paper shows that in the process of the discharge current stabilization in the explosive-emission sources with the point- or blade-type emitters the essential role belongs to the electron beam space charge. Availability of the space charge results in limitation of the current growth velocity at the initial discharge phase and, hence, restricts the emissive ability of the cathode plasma and contributes to its saturation. In the vacuum diodes with multiemitter cathodes, the space charge availability increases the cathode operation stability and can provide obtaining of quasi-stationary beam current values or close to them resulting in formation of a plasma emission surface at the cathode close to the continuous one. 展开更多
关键词 Explosive-emission electron source point- and blade-type emitters space charge of the beam quasi-stationary mode.
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Anode Plasma Influence on Breakdown Formation in Explosive-Emission Electron Sources
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作者 Eduard N. Abdullin Gennady P. Bazhenov Alexander V. Morozov 《Journal of Energy and Power Engineering》 2012年第9期1536-1541,共6页
Breakdown formation in the explosive-emission sources is related to the interelectrode gap filling with the cathode and anode plasma generated at the anode and in the gap under the beam influence. Under conditions of ... Breakdown formation in the explosive-emission sources is related to the interelectrode gap filling with the cathode and anode plasma generated at the anode and in the gap under the beam influence. Under conditions of saturation of the cathode plasma emissive ability as well as when the measures on the emission boundary stabilization are taken, the anode plasma has the deciding part in the formation of the electron source breakdown. The paper presents the results of the anode plasma investigations obtained to solve the problem of the electron beam length increase in the explosive-emission sources. The data concerning the gas release from the anode, the mechanism of the anode plasma formation and the anode plasma influence on the parameters of the generated electron beam are presented as well. 展开更多
关键词 Explosive-emission electron source gas release anode plasma breakdown.
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Discharge Stabilization and Obtaining of Quasi-Stationary Electron Beams in Explosive-Emission Sources
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作者 Eduard N. Abdullin Gennady P. Bazhenov Alexander V. Morozov 《Journal of Energy and Power Engineering》 2012年第8期1363-1368,共6页
Quasistationary discharge mode setting in the explosive-emission sources is related to the saturation of the cathode plasma emissive ability resulting in the decrease of the velocity of plasma propagation into the int... Quasistationary discharge mode setting in the explosive-emission sources is related to the saturation of the cathode plasma emissive ability resulting in the decrease of the velocity of plasma propagation into the interelectrode gap. It was shoran previously that the electron beam space charge providing the current rise slowing-down is of great importance in the process of the discharge mode stabilization. The paper considers a possibility of the discharge protraction at the expense of decrease of the ion charge order in the plasma composition and application of the directed plasma flows. The data concerning obtainig of micro- and millisecond electron beams in the explosive-emission sources are presented as well. 展开更多
关键词 Explosive-emission electron source quasi-stationary discharge electron beams.
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