钪型阴极表面微观发射结构的模拟计算

在阴极研究领域,钪型阴极因其大发射电流密度受到广泛关注,但其发射机制仍不明确。普遍认为表面发射层为BaxScyOz-W结构,但发射表面是动态变化的,很难确认其最佳表面发射结构。本文对钪型阴极表面BaxScyOz-W的理想发射结构进行了建模,并利用密度泛函方法对其功函数进行了计算。计算得到Ba-O-Sc-O-W表面结构的最小功函数为1.186eV。通过对计算结果的分析,讨论了不同表面原子结构对应的功函数变化。     

等离子体净化工艺对覆膜阴极性能的影响

覆膜阴极因其优异的性能在很多领域具有广泛的应用。本文介绍了覆锇膜阴极预处理过程中增加气体辉光放电环节,实现等离子体净化阴极表面的工艺。通过二极管形式测试,发现等离子体净化使得覆锇膜阴极电子发射性能有大幅提升,对比了不同气体类型和放电时长的处理对阴极发射改善的差异,结果表明,氙气放电持续20 min可以达到较好的净化效果,继续增加放电时间发射提升不明显。本研究为真空电子器件的洁净制备提供了参考依据。     

新型球面固定套轴承球坐标润滑理论研究

考虑球面固定套轴承的特殊结构,建立球坐标润滑理论,具体方法为在球坐标下推导出Reynolds方程与考虑径向和轴向偏移的膜厚方程,运用有限差分原理与MATLAB软件进行编程求解,评估所建立方程的适用性,分析偏移率、牙轮转速以及轴承间隙对球面固定套轴承润滑性能的影响。结果显示:考虑径向和轴向偏移的膜厚方程以及所建立的Reynolds方程能够体现滑动轴承的形状特征和动压效应,表明在球坐标下所建立的润滑理论适用于球面固定套轴承;偏移率和转速的增大能够使得油膜压力和承载力增大;在油膜厚度没有达到最小临界值时,减小轴承间隙能够增大油膜的最大压力,进而提高轴承的承载能力。     

智能钻柱关键密封技术研究

为解决目前电动钻井智能钻柱电传输安全技术问题,针对智能钻柱上卸扣自动密封与核心件高压泄漏等问题,根据使用环境与工艺要求,选取出一种适用于智能钻柱的核心件旋转动/静密封结构,通过对初始压缩率、介质压力、插针和插座旋转壳体旋转速度等影响密封性能的主要因素进行有限元分析,进一步完善、提高了密封结构旋转密封性能。最后,通过试验测试验证了其合理性与使用效果。结果表明:初始压缩率为17%时密封圈的密封性能较好,因双三角滑环起到挡圈作用致使该密封结构能够耐住10 MPa高压,插针旋转壳体或插座旋转壳体旋转速度在2 rad/s以下密封性能最好。选用带三角滑环的O型圈组合密封并优选该密封结构相关参数,有效地解决了智能钻柱关键密封问题,从而确保电动钻具的电信号和动力能够高效快速的传输,进一步推动了智能钻柱的发展。     

42CrMo钢牙轮钻头球面固定套轴承激光淬火数值模拟

为了确定42CrMo钢牙轮钻头球面固定套轴承激光淬火工艺的最优参数,考虑牙轮钻头轴承的实际工况,通过建立数值计算模型,利用SYSWELD软件,对不同扫描速度、激光功率和光斑尺寸下的激光淬火数值模拟结果进行对比研究。结果表明：球面固定套轴承激光淬火的最优扫描速度为55 mm/s、最优的激光功率为1000 W、最优的光斑尺寸为f3.5 mm;在最优参数下,轴承经激光处理后,硬化层深度约为0.9 mm,硬化层硬度约为632 HV,心部硬度约为400 HV,符合牙轮钻头轴承的使用性能要求。