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重复频率运行强流电子束收集极热特性 被引量:8
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作者 荀涛 杨汉武 +1 位作者 张自成 张建德 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第11期3064-3068,共5页
针对一种返波管常规收集极,实测了电子束在收集极内表面的有效作用面积,以电子能量700keV、束流7kA和脉宽50ns为例,计算了单脉冲时的热功率沉积和平均热流密度。利用通用有限元软件AN-SYS,采用脉冲热源加载的方式,在对流换热系数7 000W/... 针对一种返波管常规收集极,实测了电子束在收集极内表面的有效作用面积,以电子能量700keV、束流7kA和脉宽50ns为例,计算了单脉冲时的热功率沉积和平均热流密度。利用通用有限元软件AN-SYS,采用脉冲热源加载的方式,在对流换热系数7 000W/(m2.℃)、水温20℃的条件下,得到了收集极10~100Hz运行时温度历史曲线及温度分布,并比较了不同重复频率下收集极平衡温度与对流换热系数的关系。如果以300℃为气体发生显著热脱附的温度阈值,对流换热系数为7000W/(m2.℃)时,能够满足重复频率50Hz以下运行,而到100Hz时,对流换热系数则需增加到104 W/(m2.℃)。根据流体计算公式,给出了不同对流换热系数对应的水流流速。 展开更多
关键词 电子束收集极 脉冲热源 重复频率运行 热分析 水冷散热
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加速器电水锤数值模拟与实验研究 被引量:7
2
作者 荀涛 杨汉武 +1 位作者 张建德 高景明 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第2期425-429,共5页
强流加速器水介质形成线放电或击穿形成的冲击波对陶瓷真空界面具有破坏作用。为获得该冲击载荷的信息,应用通用软件ANSYS/LS-DYNA建立了一种水下爆炸有限元模型,将电弧放电等效为爆炸源,模拟得到了冲击波传播时序、压力历史曲线及陶瓷... 强流加速器水介质形成线放电或击穿形成的冲击波对陶瓷真空界面具有破坏作用。为获得该冲击载荷的信息,应用通用软件ANSYS/LS-DYNA建立了一种水下爆炸有限元模型,将电弧放电等效为爆炸源,模拟得到了冲击波传播时序、压力历史曲线及陶瓷板的加速度响应;为验证模型的有效性,应用"针-板"电极水开关在输出电脉冲40~50 ns、幅值100~300 kV可调的10级陡化前沿Marx发生器上开展了电水锤缩比实验研究。实测了不同击穿电压下冲击波峰压、波速和主脉冲宽度,并依据经验公式计算了放电沉积能量和冲击波能量,平均约17%的间隙放电能量转换为冲击波机械能。对冲击波能量与峰压关系进行了拟合,并与数值模拟结果进行了比较,二者变化趋势基本一致,量级上吻合较好。 展开更多
关键词 电水锤 冲击波 陶瓷界面 爆炸模拟 缩比实验
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强流真空二极管材料放气特性研究 被引量:5
3
作者 荀涛 杨汉武 +1 位作者 张建德 王勇 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第5期141-144,共4页
高功率微波技术的实用化进程要求强流真空二极管缩短抽气准备时间并保持较高的真空度水平。材料出气是高真空状态下二极管腔体内的主要气源,直接制约着抽气和保真空时间。针对一种陶瓷真空界面、黄铜和硬铝为阴极和阳极外壳的氟橡胶压... 高功率微波技术的实用化进程要求强流真空二极管缩短抽气准备时间并保持较高的真空度水平。材料出气是高真空状态下二极管腔体内的主要气源,直接制约着抽气和保真空时间。针对一种陶瓷真空界面、黄铜和硬铝为阴极和阳极外壳的氟橡胶压封二极管,利用真空设计软件VacTran建立了抽气模型,模拟了管道流导对有效抽速的影响以及真空室主要材料出气率和抽气曲线;实际比较了常温和烘烤状态下二极管材料的出气特性:以60h作为总的出气时间,200℃烘烤8h的出气量超过了总出气量的65%;真空室气压在没有吸气泵作用下维持10-2Pa水平的时间相比未烘烤时提高了约1.5倍。烘烤对缩短加速器真空系统准备时间、提高器件真空度水平具有明显效果。 展开更多
关键词 强流二极管 陶瓷 材料放气 烘烤 保真空
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基于陶瓷-金属焊接的强流二极管绝缘结构设计 被引量:3
4
作者 荀涛 张建德 +2 位作者 杨汉武 王勇 赵延宋 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第2期355-358,共4页
应用氧化铝陶瓷作为强流二极管中的绝缘体,实现金属化连接,是器件保真空的基础。为了提高强流二极管陶瓷界面的耐压强度,应用ANSYS有限元程序计算了陶瓷真空界面的电场分布,并根据沿面闪络理论和径向绝缘设计思想,结合具体封接工艺,提... 应用氧化铝陶瓷作为强流二极管中的绝缘体,实现金属化连接,是器件保真空的基础。为了提高强流二极管陶瓷界面的耐压强度,应用ANSYS有限元程序计算了陶瓷真空界面的电场分布,并根据沿面闪络理论和径向绝缘设计思想,结合具体封接工艺,提出了一种适合小尺寸陶瓷板的套封结构。数值模拟显示,该结构在400kV外加电压下,陶瓷沿面最大场强≤70kV/cm,阴极三结合点场强<30kV/cm;在水介质单线长脉冲加速器上对二极管进行了耐压测试,所设计的绝缘结构能够稳定耐受420kV、200ns脉冲电压,与理论计算比较相符。 展开更多
关键词 强流二极管 径向绝缘 闪络 真空封接 陶瓷 结构设计
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一种陶瓷径向绝缘强流二极管耐压结构设计 被引量:3
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作者 荀涛 杨汉武 +2 位作者 张建德 赵延宋 罗铃 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第6期1019-1022,共4页
对外径230 mm的陶瓷绝缘板,依据强流真空二极管径向绝缘的设计思想,设计加工了“锥-柱”型阳极外壳,并在传输线内筒和阴极杆末端位置增加了均压罩和屏蔽环结构。利用静电场有限元程序计算了陶瓷-真空界面电场分布,通过对外壳细节结构以... 对外径230 mm的陶瓷绝缘板,依据强流真空二极管径向绝缘的设计思想,设计加工了“锥-柱”型阳极外壳,并在传输线内筒和阴极杆末端位置增加了均压罩和屏蔽环结构。利用静电场有限元程序计算了陶瓷-真空界面电场分布,通过对外壳细节结构以及均压罩、屏蔽环形状和位置的调整,使得真空界面上沿面场强和三结合点处场强均得到了有效控制。在单线长脉冲加速器上进行了实验研究,结果显示,二极管能够耐受400 kV、脉宽大于200 ns的脉冲电压,运行稳定,达到了理论设计要求。 展开更多
关键词 强流二极管 陶瓷绝缘板 径向绝缘 长脉冲加速器
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磁绝缘线振荡器重复频率运行真空系统优化 被引量:3
6
作者 荀涛 杨汉武 +1 位作者 张建德 樊玉伟 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第4期1003-1008,共6页
为改善一种L波段磁绝缘线振荡器(MILO)重复频率运行时的真空环境,建立了器件在分子流下的抽气模型,采用Monte-Carlo方法对阴极脉冲放气后的瞬态抽气过程进行了模拟计算,获得了不同时刻气体分子在MILO内部的3维分布情况,并据此提出了一种... 为改善一种L波段磁绝缘线振荡器(MILO)重复频率运行时的真空环境,建立了器件在分子流下的抽气模型,采用Monte-Carlo方法对阴极脉冲放气后的瞬态抽气过程进行了模拟计算,获得了不同时刻气体分子在MILO内部的3维分布情况,并据此提出了一种"分布式"抽气方案,即在MILO靠近气源的微波传输区增加一抽气单元,以缩短脉冲间隔内的抽气时间。在Torch-01调制器上开展了MILO"分布式"抽气的实验验证,结果显示,"分布式"抽气时的气压下降特征时间为单泵的0.22倍,与模拟结果基本一致;初步的重复频率测试也表明"分布式"抽气能够缩短脉冲串间隔内的抽气时间以保持器件运行时的真空水平。在所给实验条件下,从真空的角度,"分布式"抽气能够使MILO有效运行的重复频率数提升至单泵抽气时的5倍。 展开更多
关键词 磁绝缘线振荡器 脉冲放气 MONTE-CARLO模拟 瞬态抽气 重复频率运行
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天鹅绒阴极脉冲放气及重复频率运行真空特性 被引量:2
7
作者 荀涛 杨汉武 +2 位作者 张建德 张自成 樊玉伟 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第3期595-599,共5页
为获得天鹅绒阴极加电运行时的放气信息,在加速器Torch-02(电压约300kV、脉宽约6ns、电阻约100Q、频率1~300Hz)上开展了单次及重复频率下的真空兼容性实验研究。对于发射面积为28cm^2、阴阳极间距50mm、有效抽速62L/s、容积为4.6... 为获得天鹅绒阴极加电运行时的放气信息,在加速器Torch-02(电压约300kV、脉宽约6ns、电阻约100Q、频率1~300Hz)上开展了单次及重复频率下的真空兼容性实验研究。对于发射面积为28cm^2、阴阳极间距50mm、有效抽速62L/s、容积为4.6L的真空二极管-天鹅绒阴极系统,根据不同电流发射密度时的气压历史曲线,确定了单位面积上天鹅绒表面中性气体释放数目与脉冲能量的关系。通过实时记录不同频率下的气压演化,在本底气压约5×10^-3Pa、单脉冲能量约6J条件下,得到了平衡压强与重复频率的变化关系:10~100Hz时,平衡压强与重复频率近似呈线性递增;超过100Hz时,真空恶化明显,气压随频率呈超线性增长,300Hz时平衡压强已升至Pa量级。最后,针对重复频率运行时的放气特点,讨论了一种“分布式”抽气思想以改善系统有效抽速。 展开更多
关键词 天鹅绒 脉冲放气 重复频率运行 平衡压强 真空二极管
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强流电子束二极管陶瓷真空界面 被引量:3
8
作者 荀涛 杨汉武 张建德 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第4期191-196,共6页
从绝缘和机械强度两方面优化设计了一种应用于强流电子束二极管的陶瓷真空界面。首先,依据真空沿面闪络机理及其影响因素,针对外径220mm的陶瓷板,应用ANSYS静电场模拟,通过对阴极电极形状和阳极外壳尺寸的调整,使得陶瓷沿面电场和阴、... 从绝缘和机械强度两方面优化设计了一种应用于强流电子束二极管的陶瓷真空界面。首先,依据真空沿面闪络机理及其影响因素,针对外径220mm的陶瓷板,应用ANSYS静电场模拟,通过对阴极电极形状和阳极外壳尺寸的调整,使得陶瓷沿面电场和阴、阳极三结合点场强均得到了有效控制。模拟结果显示:陶瓷沿面电场分布均匀,阴、阳极三结合点场强小于30kV/cm,电场线与陶瓷表面所成角度基本保持在45°;其次,针对陶瓷与电极的约束结构,通过静力和瞬态冲击分析,确定了该陶瓷界面可承受的最大静压和冲击波最大峰压分别为4.8MPa和60MPa;最后,在脉宽200ns的脉冲功率驱动源上进行了实验研究,陶瓷真空界面平均绝缘场强达到44kV/cm,二极管运行稳定,机械性能可靠,实验结果与理论设计相符。 展开更多
关键词 强流电子束二极管 陶瓷 真空沿面闪络 绝缘结构 机械强度
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一种重复脉冲同轴馈电型陶瓷真空界面 被引量:2
9
作者 荀涛 杨汉武 张建德 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第1期93-97,共5页
真空界面是脉冲功率装置的薄弱环节,对于重频运行的系统,该问题更为突出.介绍了-种应用于重频脉冲驱动源的陶瓷绝缘子真空界面.首先依据真空沿面闪络设计原则给出了一种改进型同轴馈电陶瓷真空界面绝缘结构,该结构采用陶瓷-金属钎焊连... 真空界面是脉冲功率装置的薄弱环节,对于重频运行的系统,该问题更为突出.介绍了-种应用于重频脉冲驱动源的陶瓷绝缘子真空界面.首先依据真空沿面闪络设计原则给出了一种改进型同轴馈电陶瓷真空界面绝缘结构,该结构采用陶瓷-金属钎焊连接形式;通过采取均压、屏蔽措施,静电场模拟结果显示,陶瓷沿面电场分布均勻,总场强小于1 0 0 k V /c m ,沿面分量小于70k V /c m ,阴、阳极三结合点场强均小于4 0 k V /c m ;在输出幅值600 k V 、脉宽80 n s、重复频率1-5 H z 可调的脉冲功率驱动源上进行了实验测试,陶瓷真空界面平均绝缘场强达到4 4 k V /c m ,运行稳定;采取(0-1)分布对实验结果进行了统计分析,置信度取为0. 9 时,陶瓷真空界面的可靠度大于9 7 % .最后,还探讨了表面处理工艺对闪络电压的影响,实验发现,增加表面粗糙度可有效提高陶瓷绝缘子的闪络电压. 展开更多
关键词 氧化铝陶瓷 真空沿面闪络 脉冲功率界面 重频运行 表面处理
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陡化前沿Marx发生器的阻抗特性 被引量:2
10
作者 高景明 刘永贵 +2 位作者 荀涛 刘金亮 杨建华 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第12期2105-2108,共4页
利用50 kV无感电容器与固体电阻制作了10级陡化前沿Marx发生器,实现了电容储能型脉冲功率调制系统的小型化。使用不同阻值的水电阻负载研究了发生器的阻抗特性,并进一步制作了金属膜电阻负载进行实验,测定90Ω负载可以使发生器处于临界... 利用50 kV无感电容器与固体电阻制作了10级陡化前沿Marx发生器,实现了电容储能型脉冲功率调制系统的小型化。使用不同阻值的水电阻负载研究了发生器的阻抗特性,并进一步制作了金属膜电阻负载进行实验,测定90Ω负载可以使发生器处于临界阻尼放电状态,从而确定发生器的内部阻抗约为45Ω。当充电电压为40 kV时,在金属膜电阻负载上得到了幅值约为210 kV,脉宽约为40 ns,前沿约为5 ns的快前沿高压脉冲。利用此发生器成功地驱动了强流二极管,当二极管阴阳极间距为15 mm时,在30 kV充电情况下,其输出电压约为154 kV,束流约为1 kA。 展开更多
关键词 脉冲功率源 陡化前沿 MARX发生器 阻抗特性 强流二极管
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一种高功率微波源真空保持研究(英文) 被引量:2
11
作者 赵雪龙 荀涛 刘列 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第9期2329-2333,共5页
针对一种陶瓷真空界面、天鹅绒阴极和不锈钢外壳的无氧铜压封高功率微波管,利用真空设计软件VacTran建立了系统抽气模型,模拟了真空室主要材料放气率和抽气曲线;通过吸气剂简单吸气模型,对保真空过程中吸气剂的吸气行为进行了模拟。实... 针对一种陶瓷真空界面、天鹅绒阴极和不锈钢外壳的无氧铜压封高功率微波管,利用真空设计软件VacTran建立了系统抽气模型,模拟了真空室主要材料放气率和抽气曲线;通过吸气剂简单吸气模型,对保真空过程中吸气剂的吸气行为进行了模拟。实验对比了高功率微波管真空室在常温和烘烤状态下抽真空至10-4Pa量级所需的时间。在真空度满足要求后,采用非蒸散型吸气剂(NEG)作为吸气泵进行保真空实验,静态下保真空超过30d后,真空度仍维持在2×10-4Pa。在此基础上,对保真空状态下的高功率微波管进行加速寿命实验:温度为80℃,累计时间超过140h,真空度仍好于1×10-2Pa,据此估计高功率微波管在常温下保持真空度高于1×10-2Pa的时间超过1年。 展开更多
关键词 高功率微波管 非蒸散型吸气剂 加速寿命试验 真空寿命
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低阻脉冲形成线电容分压器的在线补偿标定
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作者 杨汉武 张自成 +1 位作者 高景明 荀涛 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第5期139-144,共6页
讨论了低阻抗脉冲形成线中测量充电电压所用电容分压器的标定方案,提出了采用外部并联电感来补偿较大的形成线电容负载的方法。由于低阻形成线的电容负载影响,使用脉宽较短方波发生器易导致波形缺乏平顶,使用输出电压较低正弦波发生器... 讨论了低阻抗脉冲形成线中测量充电电压所用电容分压器的标定方案,提出了采用外部并联电感来补偿较大的形成线电容负载的方法。由于低阻形成线的电容负载影响,使用脉宽较短方波发生器易导致波形缺乏平顶,使用输出电压较低正弦波发生器导致信噪比不高。采用合适数值的外部电感,可以实现与形成线电容的并联谐振,此时整体阻抗最大,可以使用普通放大器提高正弦波电压,且不产生失真。该方法可应用于微秒尺度低阻形成线电容分压器的在线标定。 展开更多
关键词 脉冲形成线 电容分压器 标定 放大器
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正对电极结构碳化硅光导开关的电路模型 被引量:3
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作者 王朗宁 荀涛 杨汉武 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第9期2471-2476,共6页
利用SilvacoTCAD软件,在532nm激光辐照下,对正对电极结构6H-SiC光导开关(SiC-PCSS)瞬态电流电场的分布及不同光功率下的伏安特性进行了仿真。结果表明:载流子速率在强场下达到饱和,并且电流电场在主要电流区域沿垂直于激光辐照方向均匀... 利用SilvacoTCAD软件,在532nm激光辐照下,对正对电极结构6H-SiC光导开关(SiC-PCSS)瞬态电流电场的分布及不同光功率下的伏安特性进行了仿真。结果表明:载流子速率在强场下达到饱和,并且电流电场在主要电流区域沿垂直于激光辐照方向均匀分布。提出SiC-PCSS电路模型的建模依据,可以近似条件化简得到PCSS电阻一般表达式的解,建立SiC-PCSS载流子迁移率随电场变化的PSpice模型,分析讨论了外电路参数对SiC-PCSS导通过程的影响。该模型模拟结果与已有实验结果吻合良好。 展开更多
关键词 光导开关 半导体模型 PSPICE模型 电路参数
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微流控反应器中苯酚在Ti/SnO_2-Sb_2O_5电极上的阳极氧化分析 被引量:1
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作者 王雯婷 李颖 +3 位作者 荀涛 蔡旺锋 张旭斌 王富民 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第10期3785-3789,共5页
目前在电化学氧化处理法降解苯酚废水的研究过程中,研究者多将重心放在活性电极的探索及制备上,而对于反应器的开发鲜有报道。就这一问题,本文研究了新型微流控反应器中苯酚的电化学降解效果。电化学氧化实验在装有Ti/SnO2-Sb2O5阳极的... 目前在电化学氧化处理法降解苯酚废水的研究过程中,研究者多将重心放在活性电极的探索及制备上,而对于反应器的开发鲜有报道。就这一问题,本文研究了新型微流控反应器中苯酚的电化学降解效果。电化学氧化实验在装有Ti/SnO2-Sb2O5阳极的微型流通池中操作进行,实验对循环体系的体积流率ΦV、电极间距h的影响进行了考察。结果表明,当流通电解槽中的阴阳极间距采用微米级尺寸时,苯酚的阳极氧化反应取得了较快的氧化速度。在i=20 m A/cm2、ΦV=0.54 m L/min的电解条件下,电解2~3h苯酚去除率即可达到90%以上,相同流速下电极间距h越小降解速率越快。且由数据回归得到了苯酚的一系列随h的减小而增大的准一级反应的反应速率常数。这一结论表明微流控电解槽内的苯酚降解过程主要传质控制过程。 展开更多
关键词 微流控 反应器 电解 Ti/SnO2-Sb2O5
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本征光背入射的平面碳化硅光导开关响应特性
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作者 卢柯润 刘福印 +3 位作者 王日品 刘宇宸 王朗宁 荀涛 《强激光与粒子束》 北大核心 2025年第6期111-116,共6页
平面碳化硅光导开关因可采用本征光触发而具有实现高光电增益的特点,但正面与背面光入射两种触发方式在响应特性上存在显著差异。基于TCAD数值仿真软件,对本征光背入射的平面碳化硅(SiC)光导开关的光电流响应进行研究,对比本征光触发下... 平面碳化硅光导开关因可采用本征光触发而具有实现高光电增益的特点,但正面与背面光入射两种触发方式在响应特性上存在显著差异。基于TCAD数值仿真软件,对本征光背入射的平面碳化硅(SiC)光导开关的光电流响应进行研究,对比本征光触发下不同衬底厚度、不同光功率下器件正面与背面入光输出光电流,并对器件内部电流与电场分布状态进行对比分析,最终对厚度为50μm的平面SiC光导开关进行了正面、背面触发实验测试。实验结果表明,40 kW峰值光功率下,与正面触发相比,背面触发器件的导通电阻减少了40%,验证了背面入光器件光电转换效率高的特点,且背面触发器件内部电场、电流更加均匀,更有利于提高器件高功率容量。结果为平面光导开关本征触发提供仿真与实验参考。 展开更多
关键词 光导开关 碳化硅 背面光入射 平面型器件 半导体仿真
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重频吉瓦级高功率微波源硬管化技术研究 被引量:3
16
作者 荀涛 孙晓亮 +5 位作者 樊玉伟 杨汉武 张自成 张军 张建德 钟辉煌 《电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第1期87-91,共5页
针对磁绝缘线振荡器(MILO)微波源负载,在高真空工艺的基础上,研制了一种强流二极管陶瓷真空界面绝缘结构;通过对阴、阳极屏蔽、均压等电极形状和尺寸的优化,使陶瓷沿面电场和阴、阳极三结合点场强均得到了有效控制。模拟结果显示:陶瓷... 针对磁绝缘线振荡器(MILO)微波源负载,在高真空工艺的基础上,研制了一种强流二极管陶瓷真空界面绝缘结构;通过对阴、阳极屏蔽、均压等电极形状和尺寸的优化,使陶瓷沿面电场和阴、阳极三结合点场强均得到了有效控制。模拟结果显示:陶瓷沿面电场分布均匀,阴、阳极三结合点场强小于30 kV/cm;同时,建立了微波源器件的瞬态抽气模型,应用分子流Monte-Carlo方法,模拟了脉冲放气后微波源内部真空压强在不同时刻下的三维分布和演化规律;并以此为基础优化了内置气体捕集泵的真空拓扑结构。最后,在HEART-50脉冲功率源上开展了5 Hz实验测试,陶瓷真空界面能耐受超过600 kV的脉冲电压,沿面平均绝缘场强达到40 kV/cm,重频运行可靠;微波源在脱离地面泵组后实现了重频吉瓦级输出,脉冲串间的真空恢复时间小于1 min,平衡压强小于5×10^-2 Pa,微波平均功率大于3 GW、脉宽大于40 ns。 展开更多
关键词 陶瓷真空界面 高功率微波源 绝缘结构 重频运行 瞬态气源 保真空
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强流脉冲电子束源陶瓷真空界面闪络特性及其抑制技术研究 被引量:2
17
作者 荀涛 孙晓亮 +7 位作者 朱效庆 王朗宁 李慧勤 杨汉武 刘金亮 张军 张建德 钟辉煌 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第19期6796-6805,共10页
作为强流电子束源的关键部件之一,真空界面的沿面闪络问题严重制约和影响强流加速器和高功率微波系统的性能。该文针对强流电子束源中的陶瓷真空界面性能提升需求,首先利用VSim仿真软件建立陶瓷真空界面沿面闪络动态仿真模型,分析二次... 作为强流电子束源的关键部件之一,真空界面的沿面闪络问题严重制约和影响强流加速器和高功率微波系统的性能。该文针对强流电子束源中的陶瓷真空界面性能提升需求,首先利用VSim仿真软件建立陶瓷真空界面沿面闪络动态仿真模型,分析二次电子发射系数、二次电子倍增与碰撞电离等过程,仿真研究表面二次电子发射系数、表面解吸附气体、表面积聚电荷等因素对陶瓷沿面闪络的影响;在此基础上,结合工程样机,分别从降低表面二次电子发射系数和抑制二次电子倍增的角度,提出高温涂层和表面非周期波纹提高陶瓷耐压水平、抑制闪络的方法。在500k V、100ns、20Hz重频长脉冲平台上分别对上述2种表面处理的陶瓷真空界面开展耐压测试,结果显示:表面涂层和表面非周期波纹结构均可提高脉冲条件下陶瓷闪络电压,闪络电压提升幅度分别为12.4%和14.7%,且重频运行稳定。论文研究工作为强流脉冲功率领域陶瓷真空界面的设计与运行提供了重要参考。 展开更多
关键词 强流电子束源 陶瓷真空界面 沿面闪络 粒子仿真 表面处理 耐压测试
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高性能强流脉冲电子束源关键技术研究 被引量:1
18
作者 荀涛 杨汉武 +2 位作者 张军 刘列 张建德 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第2期13-19,共7页
强流脉冲电子束源是高功率微波系统的核心部件之一,针对未来应用需求,亟需从绝缘、束流输运和热管理等多个方面提升强流束源技术性能。介绍了国防科技大学在高功率微波源用强流真空电子束源方面的研究进展。针对高功率微波管保真空需求... 强流脉冲电子束源是高功率微波系统的核心部件之一,针对未来应用需求,亟需从绝缘、束流输运和热管理等多个方面提升强流束源技术性能。介绍了国防科技大学在高功率微波源用强流真空电子束源方面的研究进展。针对高功率微波管保真空需求,基于陶瓷金属钎焊,设计并研制了一种强场陶瓷真空界面,耐压大于600 kV、平均绝缘场强达到44 kV/cm、耐受脉宽大于80 ns,重复频率运行稳定;研制了一种基于SiC纳米线的强流电子束源冷阴极,在90 kV/cm的场条件下获得了1.17 kA/cm^2的束流密度,相比传统天鹅绒阴极,SiC纳米线阴极的宏观电稳定性、发射均匀性及运行寿命均得到显著提高;针对相对论返波管,研制基于螺旋水槽型的强流电子束收集极,克服了高比能和低流速的矛盾,耐受热流密度达到10^12 W/m^2,能够满足系统长脉冲、高重复频率运行要求。 展开更多
关键词 高功率微波 强流电子束源 陶瓷真空界面 纳米线阴极 阳极热管理
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微秒长脉冲有磁场高功率微波二极管真空界面设计 被引量:1
19
作者 杨汉武 荀涛 +1 位作者 高景明 张自成 《强激光与粒子束》 CAS CSCD 北大核心 2022年第9期38-43,共6页
介绍了一种微秒长脉冲有磁场的真空二极管界面的设计和实验结果。采取了三种措施来抑制沿面闪络:一是阴极电子束挡板,用来拦截来自阴极和电子束漂移管的回流电子束;二是接地屏蔽板,使电场等势线和界面成约45°角,使阴极三结合点处... 介绍了一种微秒长脉冲有磁场的真空二极管界面的设计和实验结果。采取了三种措施来抑制沿面闪络:一是阴极电子束挡板,用来拦截来自阴极和电子束漂移管的回流电子束;二是接地屏蔽板,使电场等势线和界面成约45°角,使阴极三结合点处发射的电子远离绝缘板;三是降低阴极三结合点处的场强,并使用一悬浮电位的金属环阻止电子倍增过程。计算了二极管内电场、磁场分布和电子束的运动轨迹并据此优化了真空界面的结构,实验验证了该二极管真空界面可以在400 kV、800 ns条件下正常工作,可以支持长脉冲高功率微波器件的研究。 展开更多
关键词 脉冲功率 高功率微波 真空界面 表面闪络 真空二极管
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重复频率高功率微波加速器X射线屏蔽的估算(英文)
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作者 杨汉武 荀涛 +1 位作者 高景明 张自成 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第7期48-52,共5页
高功率微波的研究正在向高重复频率发展,目前已运行每年百万炮次或以上的水平,由此导致的电子束轫致辐射产生的X射线剂量已不可忽视,为了人员安全必须采取屏蔽措施。采用BEAMnrc程序,用蒙特卡罗方法仿真了环状束高功率微波源收集极的射... 高功率微波的研究正在向高重复频率发展,目前已运行每年百万炮次或以上的水平,由此导致的电子束轫致辐射产生的X射线剂量已不可忽视,为了人员安全必须采取屏蔽措施。采用BEAMnrc程序,用蒙特卡罗方法仿真了环状束高功率微波源收集极的射线产生情况,典型输入束流参数为电压1 MV,电流10kA,脉宽100ns,重复频率100Hz。仿真结果给出了X射线的谱分布和空间分布。据此估算了屏蔽X射线所需的墙壁衰减量。同时估算了X射线的天空散射因素以及房顶所需的衰减量。 展开更多
关键词 高功率微波 X射线屏蔽 蒙特卡罗方法 强流相对论电子束
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