HCD－1型空心阴极光源及其应用

记述了空心阴极放电光谱分析的基本原理，并且介绍了研制的ＨＣＤ－１型空心阴极组合供电光源的特点及在分析高温合金中微量杂质元素的应用。     

空心阴极在空间技术中的应用

空心阴极在空间技术中有广泛用途,本文介绍了空心阴极的工作特点,工作原理,并在此基础上综述了空心阴极在离子推力器、霍尔推力器、电动力学系绳、航天器电位控制、空心阴极微推力器的应用,最后就加快发展空心阴极技术提出意见.     

空心阴极光谱法分析铁镍基高温合金杂质

采用ＨＣＤ－Ⅰ型空心阴极光源作为发射光谱的激发光源,以一套Ｋ３镍合金基标准做工艺曲线来分析铁镍基高温合金中的微量杂质元素砷,磅、锑、铅、锡、铊和银。该方法简便快速,并上有较低的检出限,较好的准确度和精密度。     

空心阴极放电特性的研究

讨论了空心阴极放电的特征以及它的应用。实验研究由平行平板组成的一种空心阴极结构,得出了产生空心阴极效应的条件。最后分析讨论了产生空心阴极效应的机理与实验结果。     

真空空心阴极电弧焊接研究和设备研制

介绍了国内研制的第一台真空空心阴极电弧焊接设备以及钛合金试板焊接工艺试验结果 .结果表明 :采用小孔膜片型空心阴极焊枪能够可靠地实现非接触引弧 ,焊接接头拉伸强度达到QJ1 666-95Ⅰ级接头要求 .     

空心阴极N2+等离子体放电电子温度的研究

利用双层辉光放电空心阴极效应，针对N2发射光谱相对强度的变化，采用SⅡ-Ⅳ型全息凹面光栅单色仪对各种工艺参数条件下的光谱进行测绘，获得一系列谱线及测量数据。通过玻尔兹曼方程式求得不同工艺条件下的N^2＋等离子体的电子温度。并分析了工件电压、源极电压和工作气压对电子温度的影响。结果表明：当工作气压和工件电压一定时，电子温度随源极电压的升高先减小后增大，最后又减小；当源电压一定时，电子温度随工件电压和工作气压的升高而明显减小，并且其减小幅度随源极电压的升高而逐渐降低；当工作气压一定时，工件电压的变化较源极电压的变化对电子温度的影响大。     

低气压下占空比对细长管空心阴极辉光放电电流的影响

为了在细长管内壁获得性能良好质地均匀的膜层,本文在低气压条件下、采用细长管作真空阴极进行空心阴极辉光等离子体放电。通过研究对多种气氛(纯Ar、纯N₂、氮气氩气混合)下平均电流、电流峰值的实时测量对比了不同脉冲占空比条件下等离子体放电流,讨论和分析了多气氛下改变占空比所带来的影响。实验结果显示使用频率为40 kHz的脉冲电源,随着占空比变化,脉冲电流波形有显著变化。不同气氛波形不同,但是峰值均提高,平均电流也都上升,纯Ar气氛从20%占空比提高到70%占空比电流峰值从0.325 A上升到了0.5 A,平均电流由0.12 A上升到了0.28 A。测量管内不同位置电流的值,发现管内整体电流均匀性纯Ar和混合气氛优于纯N₂,Ar在30%~60%占空比区间内,表征均匀性的参数K30%~60%≈0.12。     

电压对射频空心阴极放电特性的影响

为了提高射频空心阴极放电中的等离子体密度,采用粒子网格(Particle-In-Cell,PIC)法与蒙特卡洛碰撞(MonteCarlo-Collision,MCC)模型相结合的方法(PIC/MCC法),研究了空心电极上施加的射频电压变化对射频空心阴极放电特性的影响。研究结果表明,和平板电极容性耦合射频放电相比,射频空心阴极放电能获得更高的电子密度。随着射频电压的增加,孔内的鞘层电场和鞘层电势降均增加,引起鞘层振荡加热和二次电子加热的增强,这将增大电子密度。此外,在本文模拟所设置的电压范围内(150-210 V),随着电压的增加,空心阴极效应(hollow cathode effect,HCE)的强度也增加,这也将增大电子密度。同时,随着射频电压的增加,等离子体在孔内的深度也增加,这将进一步增大电子密度。因此,提高射频电压是在空心电极孔内外获得高密度等离子体的有效方法。     

离子发动机空心阴极寿命预测

为验证空心阴极的寿命,本文根据空心阴极LaB6发射体的损耗特点,采用数学建模方法对空心阴极的寿命进行了预测.预测结果表明兰州物理研究所研制的空心阴极工作在额定状态下(发射电流5.00 A),其寿命可达到40000 h以上.3500 h寿命试验后空心阴极解剖分析结果初步验证了预测模型的正确性.     

离子发动机空心阴极失效形式分析

空心阴极是离子发动机关键部件,研究其失效形式,对提高离子发动机的可靠性有重要意义.介绍了离子发动机空心阴极的工作原理,分析离子发动机空心阴极的主要失效形式,并根据分析结果,提出了一系列提高离子发动机空心阴极可靠性的途径.     

电池隔膜表面空心阴极等离子体接枝聚合研究

应用自制的空心阴极等离子体装置,引发丙烯酸在丙纶表面的接枝聚合,研究了等离子体接枝聚合作用机理,分析了等离子体接枝聚合各参数(放电功率、气体流量、丙烯酸蒸气流量、样品位置等)对聚合速率的影响。通过红外光谱、扫描电镜等对丙纶接枝聚合膜表面的化学组成和形态结构等进行了表征分析,证明了亲水基团的引入,改善了丙纶隔膜的亲水性能。     

空心阴极结构电子枪的初始放电过程研究

使用OOPIC Pro粒子模拟软件仿真和再现了空心阴极类结构的初始放电过程,得到了初始放电过程不同时刻的电子和离子的相空间分布规律以及电势分布规律。研究结果表明:空心阴极类结构的初始放电过程符合虚阳极移动理论,空心阴极效应的产生是虚阳极在阴极内部移动和扩展的结果。由于空心阴极电子枪结构中微孔的阻挡作用,虚阳极的移动和扩展过程在空心阴极电子枪中非常明显。     

空心阴极等离子体放电结构的优化设计

 低温等离子体表面处理可以有效克服液相处理法存在的环境污染、耗能大和成本高的缺点,对材料表面进行清洗、活化和接枝处理,而设计一个合理的低温等离子体放电结构能够较好地改进表面处理的质量．通过建立CRFHCP空心阴极等离子体放电的数学模型,分析影响低温等离子体放电的关键因素,并设计了不同电极配置方式、样品位置和不同远区空心阴极结构的众多方案．通过接触角测定、表面能计算、SEM照片等方式,对不同方案下处理前后的疏水性PP薄膜形态结构进行表征分析．实验结果发现：远区径向喷嘴式空心阴极等离子体放电结构处理的薄膜表面比其他处理方式具有较小的接触角和较大的表面能．这表明采用优化设计的CRFHCP空心阴极等离子体放电结构,可以较其他结构更为有效地改善材料表面的亲水性能．     

空心阴极穿透电弧焊接工艺探索研究

详细介绍了空心阴极穿透电弧焊接工艺方法。真空穿透型电弧焊接工艺与熔透型电弧焊接工艺的不同在于其具有成形更好、更窄的焊缝和较大的焊接工艺裕度 .对钛合金焊缝成形控制作了初步的分析 ,并对焊接工艺裕度作了计算和比较 .     

空心阴极放电稳定性试验研究

为研究空心阴极在起弧、稳态及熄弧等三个关键过程的放电特性从而改善地面测试试验中供电电源与空心阴极的匹配性,搭建了实验平台进行了试验研究,获得了这三个过程中阴极的典型伏安特性曲线。对阴极组件起弧及稳态工作过程进行监测,通过动态回路平衡方程确定了使用稳压稳流电源时系统的稳态工作点,并通过试验验证了空心阴极在不同流率点下放电特性的变化情况。最后对空心阴极熄弧过程的伏安特性进行了研究,通过拉偏测试试验确定了维持阴极自持放电的最小维持功率。结果表明:空心阴极与供电电源构成的系统具有两个工作点,阴极在起弧至稳态工作过程中将跨过首个工作点并最终稳定在在阻抗更小的工作点上。阴极的稳态工作伏安特性呈现为典型的负阻特性,适当增大气体流量和发射电流可以提升发射效率。维持LHC-5L型BLa6阴极稳态放电所需最低输入功率为14 W,维持功率低于该值时空心阴极将熄弧。     

C12A7空心阴极研究进展

C12A7电子化合物因具有较低的逸出功和优良的化学稳定性备受电推进领域关注.介绍了这种新型发射体材料的特性,回顾了国内外C12A7空心阴极的试验结果和研究进展,分析了C12A7空心阴极存在的问题和关键技术,并对其应用前景和未来的发展方向进行了讨论.     

电推进系统空心阴极热特性研究进展

阐述了电推进系统空心阴极热特性研究的重要性以及目前国内外研究进展,并且进一步介绍了空心阴极热特性分析方法的发展前景和存在的主要技术难题,能够对未来空心阴极热场分析的发展提供借鉴和参考价值。     

TG合金空心阴极真空焊接熔池动态行为的数值模拟

建立了空心阴极真空电弧焊（Hollow Cathoda Vacuun Arc Welding,HCVAW)焊接TC4钛合金板（5mm)熔池中流体流动和传热过程动态行为的物理,数学模型,并对焊接过程进行了数值模拟计算和工艺试验,通过计算,找出了爆接速度和爆接电流等工艺参数对爆缝成型的影响规律,并计算出焊接过程中工作上的温度场分布和熔池中的流场分布,计算结果与实验结果基本相符。     

20cm氙离子发动机空心阴极3000h寿命试验

介绍了兰州物理研究所正在进行的离子发动机空心阴极寿命试验.试验表明,该空心阴极在经过3 000h放电工作后,状态稳定,未见衰退趋势.研究结果还表明,该空心阴极暴露大气后具有良好的抗中毒能力.     

内径20mm导向套筒内壁处理(1):空心阴极氩气放电特性研究

针对高端阀门内径20mm导向套内壁处理,采用高频高压脉冲电源,研究了氩气气氛下工作气压、脉冲电压和频率等参数对导向套空心阴极放电伏安特性的影响,并对工件间距及与阳极距离等放电结构进行了研究。结果表明:管内空心阴极放电需要一个稳定过程,脉冲电流随着时间的增加逐步降低,而后达到稳定放电阶段。提高脉冲电压或工作气压,管内空心阴极脉冲峰值电流增加。脉宽或频率的增加,脉冲峰值电流不变,但平均电流增加,且频率的增加使得激励时间减少。放电结构的分析表明,管间距的减少,放电电流变化不大,而管口与阳极之间距离的减少,使得放电峰值电流略有增加。以上研究结果为高端阀门小直径导向套等内壁薄膜制备提供了有效指导。