微空心阴极放电的3维数值模拟 被引量：4

1

作者 顾小卫 蒙林 +2 位作者 李家胤 孙宜琴 于新华 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第1期92-96,共5页

给出了圆筒形微空心阴极的3维流体方程组及其稳态的差分方程和合理的边界条件，并利用计算机模拟计算，得出了He放电形成的粒子密度、电子能量、电场及电势分布。讨论了在阴极孔径为240360gm，气压6666．1～13332．2Pa的范围内放电参量... 给出了圆筒形微空心阴极的3维流体方程组及其稳态的差分方程和合理的边界条件，并利用计算机模拟计算，得出了He放电形成的粒子密度、电子能量、电场及电势分布。讨论了在阴极孔径为240360gm，气压6666．1～13332．2Pa的范围内放电参量的变化规律：固定电压和气压时，阴极孔径减小，负辉区重合越多；固定阴极孔径和气压时，气压升高，带电粒子密度随着气压增加而增加。结果表明放电参量强烈依赖阴极孔径和气压。 展开更多

关键词 气体放电 微空心阴极 流体模型 数值模拟 阴极位降区 负辉区

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微空心阴极放电推力器性能研究 被引量：4

2

作者 夏广庆 毛根旺 +1 位作者 陈茂林 孙安邦 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第5期1145-1148,共4页

微空心阴极放电推力器是一种新颖的电热式微推力器,利用纳卫星提供的1-10 W的功率可提高微推进装置的性能。为了预示该推力器的性能,结合实验中测量的气体温度值和火箭发动机原理,初步计算得出微放电推力器的推力范围为几十至上千μN,... 微空心阴极放电推力器是一种新颖的电热式微推力器,利用纳卫星提供的1-10 W的功率可提高微推进装置的性能。为了预示该推力器的性能,结合实验中测量的气体温度值和火箭发动机原理,初步计算得出微放电推力器的推力范围为几十至上千μN,以氩气为工质比冲量级为600-1 000 N·s/kg,以氦气为工质比冲量级为3 000 N·s/kg。研究结果表明,微空心阴极放电较小的尺寸结构与强烈并可控的气体加热相结合,可以开发应用在电热式微放电推进中,作为微小卫星,尤其是纳卫星和皮卫星的动力系统。 展开更多

关键词 电推进 纳卫星推进 微推力器 微空心阴极放电

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微空心阴极放电作大体积辉光放电电子源的模拟研究 被引量：3

3

作者 姚细林 王新兵 +1 位作者 周俐娜 卢宏 《激光杂志》 CAS CSCD 北大核心 2003年第5期21-23,共3页

基于MATLAB与VC + +混合语言 ,采用MonteCarlo模拟对高气压下亚毫米级微空心阴极放电 (MHCD)在第三电极牵引下电子的运动过程进行了研究 ,计算出不同电压、不同的尺寸结构下 ,电子的空间分布和被牵引出MHCD的电子能量分布。从理论上分析... 基于MATLAB与VC + +混合语言 ,采用MonteCarlo模拟对高气压下亚毫米级微空心阴极放电 (MHCD)在第三电极牵引下电子的运动过程进行了研究 ,计算出不同电压、不同的尺寸结构下 ,电子的空间分布和被牵引出MHCD的电子能量分布。从理论上分析了MHCD结构要求 。 展开更多

关键词 微空心阴极 第三电极 辉光放电 阴极放电 MHCD 电子能量分布

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微空心阴极放电时空特性 被引量：3

4

作者 哈静 谷延霞 刘立芳 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第5期237-242,共6页

为了揭示微空心阴极放电的放电机理，利用流体模型研究了矩形微空心阴极放电的时间和空间分布特性。在氩气环境下计算得到了压强为1．3×10Pa时电流、电势、电场、电子和离子密度等随时间的发展变化。结果表明，整个放电过程分为四... 为了揭示微空心阴极放电的放电机理，利用流体模型研究了矩形微空心阴极放电的时间和空间分布特性。在氩气环境下计算得到了压强为1．3×10Pa时电流、电势、电场、电子和离子密度等随时间的发展变化。结果表明，整个放电过程分为四个阶段，即预放电阶段、电场由轴向向径向转换阶段、电流缓慢增长向空心阴极效应过渡阶段和稳态放电阶段。稳态放电时出现明显的空心阴极效应，阴极位降区存在很高的径向电场和较高的电子平均能量，而负辉区径向电场很弱，电子平均能量较低，电子和离子密度峰值出现在负辉区，二者数值基本相等，而在阴极位降区离子密度远高于电子密度。 展开更多

关键词 微空心阴极放电 流体模型 时空特性 电势 电子密度 离子密度

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微空心阴极放电的初始放电过程研究 被引量：2

5

作者 王金梅 代玉 郑培超 《真空科学与技术学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第11期1215-1221,共7页

运用权重粒子和电荷分配等方法将系综蒙特卡罗模型改进为自洽蒙特卡罗模型,方便地实现粒子系统与电场的自洽作用,既能完整地记录所有带电粒子在某一时刻的具体位置、运动方向和能量,又能获得自洽电场随时间的演变过程。使用该模型对矩... 运用权重粒子和电荷分配等方法将系综蒙特卡罗模型改进为自洽蒙特卡罗模型,方便地实现粒子系统与电场的自洽作用,既能完整地记录所有带电粒子在某一时刻的具体位置、运动方向和能量,又能获得自洽电场随时间的演变过程。使用该模型对矩形微空心阴极放电进行仿真,仿真结果表明高气压下的初始放电是阴阳极间电场和空间电荷电场共同作用的结果,由于阴阳极间电场的驱动作用,空间电荷构成的虚阳极首先在阳极表面形成,然后向对阴极内部扩展。因此高气压微空心阴极放电的初始放电过程也符合虚阳极移动理论,空心阴极鞘层结构的形成是虚阳极移动和扩展的结果。 展开更多

关键词 微空心阴极放电 蒙特卡罗模型 初始放电 虚阳极 自洽电场

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微空心阴极放电机理及其在电热式推力器中的应用 被引量：6

6

作者 夏广庆 毛根旺 Nader Sadeghi 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第5期1607-1611,共5页

近年来,微空心阴极放电(MHCD)技术的发展为研制适用于小卫星的先进新型微推力器提供了可能。MHCD是微放电领域中一种新颖的非平衡高气压辉光放电,其优点是可以在高气压下稳定放电,并且只需要非常低的电压(几百伏特)或者输入功率(百毫瓦... 近年来,微空心阴极放电(MHCD)技术的发展为研制适用于小卫星的先进新型微推力器提供了可能。MHCD是微放电领域中一种新颖的非平衡高气压辉光放电,其优点是可以在高气压下稳定放电,并且只需要非常低的电压(几百伏特)或者输入功率(百毫瓦数量级)。本文针对MHCD,实验研究了微放电的电流-电压特性,并利用光学发射光谱的方法测量了微等离子体中电子数密度和中性气体温度。结果表明,在稳定的辉光放电下,MHCD孔内的电子数密度和中性气体温度随着压强和放电电流的增加而增大,电子数密度可达1014cm-3,中性气体温度可达1000K。由此可以推断,微空心阴极放电较小的尺寸结构与强烈并可控的气体加热相结合,完全可以开发应用在新型的电热式等离子体推进上,研制成微空心阴极放电等离子体推力器。由于在微放电等离子体中加热了工质气体,因此其性能可大大高于冷气推进。 展开更多

关键词 微空心阴极放电(MHCD) 电推进 微推力器 纳卫星推进 发射光谱

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微空心阴极放电与准分子光源 被引量：4

7

作者 江超 王又青 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2005年第2期142-149,共8页

微空心阴极放电是一种新颖的、非平衡、高气压辉光放电。综述了微空心阴极放电的基本原理;详细论述了微空心阴极放电中的准分子辐射,以及微空心阴极放电的放电方式(直流放电、脉冲放电、射频放电) 对准分子辐射强度和效率的影响;最后论... 微空心阴极放电是一种新颖的、非平衡、高气压辉光放电。综述了微空心阴极放电的基本原理;详细论述了微空心阴极放电中的准分子辐射,以及微空心阴极放电的放电方式(直流放电、脉冲放电、射频放电) 对准分子辐射强度和效率的影响;最后论述了微空心阴极放电的运行方式(串联运行、并联运行)对准分子辐射的影响。 展开更多

关键词 激光技术 微空心阴极放电 准分子辐射 光谱光学

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一种新颖的微空心阴极放电等离子体推力器 被引量：3

8

作者 夏广庆 毛根旺 Nader Sadeghi 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第6期565-568,共4页

微小卫星的发展和成功应用迫切需要新型微推力器的研制。微放电技术是等离子体放电中重要的一类,近几十年来成为各国的研究热点。其中,微空心阴极放电(MHCD)是一种新颖的非平衡高气压辉光放电,其优点是可以在高气压下稳定放电,并且只需... 微小卫星的发展和成功应用迫切需要新型微推力器的研制。微放电技术是等离子体放电中重要的一类,近几十年来成为各国的研究热点。其中,微空心阴极放电(MHCD)是一种新颖的非平衡高气压辉光放电,其优点是可以在高气压下稳定放电,并且只需要非常低的电压(几百伏特)或者输入功率(百毫瓦数量级)。MHCD建立在2个几百微米厚度的金属平面电极上,材料可以是钼、铝等,由电介质(云母或氧化铝)隔开。"三明治"的布局结构上从一个电极到另一个电极钻有直径为几十微米到几百微米的孔,气体压强可以很高,甚至超过大气压。微空心阴极放电较小的尺寸结构与强烈并可控的气体加热相结合,可以开发应用在新型的电热式微等离子体推进上。由于微空心阴极放电等离子体推力器在微放电等离子体中加热了工质气体,随后通过微喷管喷出产生推力,因此与传统的冷气微推力器相比,可大大提高推力器的比冲和推力。 展开更多

关键词 微空心阴极放电 电推进 微推力器 纳卫星推进

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微空心阴极放电试验用软开关电源的研究 被引量：2

9

作者 陈炜 王又青 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2006年第2期244-248,共5页

微空心阴极放电(MHCD)是在普通空心阴极放电的基础上提出的一种高气压下亚毫米级微放电技术。将MHCD作为大体积辉光放电的外部电离源(即等离子体源),可以解决高气压下大体积辉光放电不稳定的问题。在MHCD实验的基础上,研制出可对MHCD气... 微空心阴极放电(MHCD)是在普通空心阴极放电的基础上提出的一种高气压下亚毫米级微放电技术。将MHCD作为大体积辉光放电的外部电离源(即等离子体源),可以解决高气压下大体积辉光放电不稳定的问题。在MHCD实验的基础上,研制出可对MHCD气体放电模式(连续/脉冲)和输出功率进行调控的开关电源。这种开关电源可以与单片机、微机等其他外部控制设备相连。该电源采用全桥软开关技术,串联谐振并联输出,4个MOSFET管为主控制元件,实现了高频工作,响应快速。脉冲模式工作时避免了开关管的硬开关,减小了高次谐波对电网干扰;无需镇流电阻也可实现气体稳定放电。 展开更多

关键词 激光器 微空心阴极放电 激光电源 软开关 气体放电

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N_2空心阴极放电向微空心阴极放电转变的PIC/MC模拟 被引量：1

10

作者 张连珠 孟秀兰 +2 位作者 田中涛 高书霞 赵书霞 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 2010年第2期131-137,共7页

开发了氮空心阴极放电PIC/MC二维自洽模型。研究了N2传统空心阴极向微空心阴极放电转变过程中电势和电场的变化。结果表明,不同尺寸的空心阴极放电的电势及电场分布规律几乎类似,但空心阴极孔径减小且气压增加时,电场近似线性增加;典型... 开发了氮空心阴极放电PIC/MC二维自洽模型。研究了N2传统空心阴极向微空心阴极放电转变过程中电势和电场的变化。结果表明,不同尺寸的空心阴极放电的电势及电场分布规律几乎类似,但空心阴极孔径减小且气压增加时,电场近似线性增加;典型微空心阴极电场比传统空心阴极放电电场约大3个量级;微空心阴极放电产生的电子,氮分子离子和氮原子离子的密度比传统空心阴极放电约大3个量级,且微空心阴极放电中,N2+密度比N+密度大8倍以上。 展开更多

关键词 氮气等离子体 微空心阴极放电 粒子模拟 蒙特卡罗模型

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微空心阴极维持放电获取大体积放电等离子体的实验研究 被引量：1

11

作者 何寿杰 李金浩 +3 位作者 李菁 张喜旺 王鹏 李庆 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第3期1152-1159,共8页

为在高气压下获得稳定的大体积辉光放电等离子体,将微空心阴极放电(MHCD)作为等离子体阴极获取电子源,引入第2阳极设计为微空心阴极维持放电(MCSD)发生装置,实验研究了微空心阴极维持辉光放电的放电图像、伏安特性曲线以及气压、第1和第... 为在高气压下获得稳定的大体积辉光放电等离子体,将微空心阴极放电(MHCD)作为等离子体阴极获取电子源,引入第2阳极设计为微空心阴极维持放电(MCSD)发生装置,实验研究了微空心阴极维持辉光放电的放电图像、伏安特性曲线以及气压、第1和第2阳极间距以及第2阳极偏置电压对MCSD放电特性的影响。在此实验条件下可以获得长度为3~5 cm,体积高于10 cm^(3),电子数密度为10^(11)cm^(-3)量级的辉光放电等离子体。实验结果表明,随着阴极电流的增加,源自MHCD和第2阳极方向的辉光放电逐渐向放电轴向中心处汇聚,并最终形成MCSD放电。MCSD的形成为MHCD放电与第2阳极辉区放电相互作用的过程。MCSD放电中存在明显的迟滞效应,MCSD湮灭电流明显小于击穿阈值电流。第2阳极偏置电压对MCSD的击穿阈值的影响较大,但是对湮灭电流的影响较小。第2阳极偏置电压越低,MCSD放电的迟滞效应越明显。 展开更多

关键词 微空心阴极维持放电 第2阳极 迟滞效应 大体积等离子体 电子数密度

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微空心阴极维持放电的实验研究 被引量：4

12

作者 夏广庆 Nader Sadeghi 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2011年第1期21-24,共4页

为在高气压下形成大体积均匀等离子体,将微空心阴极放电(MHCD)作为等离子体阴极,引入另一阳极而设计为微空心阴极维持放电(MCSD)的发生装置。实验研究了MCSD的产生放电条件,通过在氩气中添加少量氮气,分析氮分子第一正带系发射光谱的方... 为在高气压下形成大体积均匀等离子体,将微空心阴极放电(MHCD)作为等离子体阴极,引入另一阳极而设计为微空心阴极维持放电(MCSD)的发生装置。实验研究了MCSD的产生放电条件,通过在氩气中添加少量氮气,分析氮分子第一正带系发射光谱的方法测量了MCSD中羽流区不同位置的气体温度。研究表明,当等离子体阴极电流增加到一个临界值(约为0.5～1mA)以后,在等离子体阴极与诱导阳极之间才会出现大体积辉光放电,羽流区气体温度在实验条件下约为500K。MCSD减缓了辉光向弧光的转变,在高气压下可产生稳定的大体积辉光放电。 展开更多

关键词 微空心阴极维持放电 气体温度 高气压辉光放电 光学发射光谱

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光学发射光谱法测量氩气微空心阴极放电中特性参数 被引量：3

13

作者 夏广庆 Nader Sadeghi 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2010年第7期1952-1955,共4页

针对微空心阴极放电(MHCD)装置,通过在氩气中添加少量氮气,分析氮分子第一正带系N2(B3ΠgA3u+)发射光谱的方法测量了MHCD中的气体温度,通过氩气中混有的少量氢气,分析Hβ谱线Stark加宽得到电子数密度。研究表明,MHCD在极小的体积和很高... 针对微空心阴极放电(MHCD)装置,通过在氩气中添加少量氮气,分析氮分子第一正带系N2(B3ΠgA3u+)发射光谱的方法测量了MHCD中的气体温度,通过氩气中混有的少量氢气,分析Hβ谱线Stark加宽得到电子数密度。研究表明,MHCD在极小的体积和很高的功率密度下维持放电,致使发生了明显的气体加热现象,气体温度可高于700 K,并且随着放电室压强和放电电流呈有规律的变化,具有较好的可控性,电子数密度的量级为1014～1015cm-3。通过对不同条件下等离子体特性参数的诊断和分析,得到了其量级和变化规律,对MHCD的广泛研究和应用提供了重要的实验数据和技术支持。 展开更多

关键词 微空心阴极放电 转动温度 气体温度 电子数密度 光学发射光谱

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新颖的微空心阴极放电及其性质研究

14

作者 江超 王又青 《激光杂志》 CAS CSCD 北大核心 2005年第5期10-12,共3页

介绍了微空心阴极放电(microhollow cathode discharge,简称MHCD)的特点,根据MHCD的基本结构设计了—种新的放电结构:它由一个电源和一个可变电阻器构成“微空心阴极维持的辉光放电”,MHCD作为放电的阴极,金属针作为放电的阳极。利用该... 介绍了微空心阴极放电(microhollow cathode discharge,简称MHCD)的特点,根据MHCD的基本结构设计了—种新的放电结构:它由一个电源和一个可变电阻器构成“微空心阴极维持的辉光放电”,MHCD作为放电的阴极,金属针作为放电的阳极。利用该放电结构进行了空气的放电实验,产生了高气压大体积高电流密度的辉光放电等离子体,用于工业上的多种等离子体加工中;如果用稀有气体放电则能够用来作为微型准分子激光器的增益介质。在200Torr气压下,获得了稳定的空气直流放电,等离子体中电子密度估计在1011到1012cm-3之间,测得放电电流范围;8mA-30mA。测得放电V-I特性曲线,它有典型的微空心阴极维持的辉光放电的特点.估计的气体放电温度为2000K左右。 展开更多

关键词 气体放电 微空心阴极放电 微空心阴极维持的辉光放电 电子密度

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外加磁场对微空心阴极放电的影响

15

作者 王金梅 郑培超 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第3期306-310,共5页

采用C语言编程实现的三维系综蒙特卡罗模型研究了外加磁场对微空心阴极放电的影响。研究结果显示,当气体压强和外加电压保持不变时,在微空心阴极放电系统中加入外部磁场后,阴极方向电子密度分布变化不大,轴向和侧向电子漂移范围减小,电... 采用C语言编程实现的三维系综蒙特卡罗模型研究了外加磁场对微空心阴极放电的影响。研究结果显示,当气体压强和外加电压保持不变时,在微空心阴极放电系统中加入外部磁场后,阴极方向电子密度分布变化不大,轴向和侧向电子漂移范围减小,电子能量向低能方向移动,但是外加磁场对高气压微空心阴极放电的影响整体上不如对低气压放电的影响明显。研究结果对于理解微空心阴极放电等离子体的机理具有一定的指导意义. 展开更多

关键词 光谱学 微空心阴极放电 蒙特卡洛模拟 磁场

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微空心阴极放电的边界主导放电现象研究

16

作者 王金梅 代玉 郑培超 《激光杂志》 北大核心 2015年第8期18-20,共3页

微空心阴极放电是一种新型的放电形式,在材料表面改性、薄膜沉积、杀菌消毒、等离子体显示、微型直流准分子激光器和电热式微推力器等领域应用广泛。本文选用OOPIC Pro粒子模拟软件研究了微空心阴极放电的扩展放电过程,然后再现等离子... 微空心阴极放电是一种新型的放电形式,在材料表面改性、薄膜沉积、杀菌消毒、等离子体显示、微型直流准分子激光器和电热式微推力器等领域应用广泛。本文选用OOPIC Pro粒子模拟软件研究了微空心阴极放电的扩展放电过程,然后再现等离子体区在微薄空心阴极外部的扩展过程,说明放电产生的等离子体可能扩散到阴极外部空间,微空心阴极放电的边界主导效应比空心阴极放电更明显。该研究结果对微空心阴极放电等离子体的机理研究具有一定的指导意义。 展开更多

关键词 微空心阴极放电 粒子模拟 边界主导效应

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直流电压下Ar气中微空心阴极类辉光放电特性

17

作者 黄世龙 朱雷 +1 位作者 刘云鹏 CORMAC Corr 《华北电力大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2021年第6期9-13,23,共6页

为研究微空心阴极放电类辉光现象,在气压100 Torr、空心半径100μm和阴极表面施加电压-600 V条件下,建立了二维轴对称流体计算模型,包括控制方程、边界条件及化学反应,并进行了数值模拟。结果表明,在类辉光放电模式下,放电电压约为-95V... 为研究微空心阴极放电类辉光现象,在气压100 Torr、空心半径100μm和阴极表面施加电压-600 V条件下,建立了二维轴对称流体计算模型,包括控制方程、边界条件及化学反应,并进行了数值模拟。结果表明,在类辉光放电模式下,放电电压约为-95V,在空心内阴极附近出现一个清晰的环形鞘层结构,鞘层厚度沿阴极外表面随着半径的增加而增加;带电粒子数密度约为10^(19) m^(-3),阴极鞘层和等离子体区域内电子温度近似约为10.2 eV和1.5 eV;基态电离和彭宁电离反应速率峰值约分别为1.2×10^(3)、2.7×10^(3) mol/(m^(3)·s);电子的整体净体积产生率约为2.4×10^(27) L/(m^(3)·s),主要产生在空心阴极区,同时在阴极侧孔外和平坦的外阴极区域鞘层边缘也有少量电子产生。 展开更多

关键词 微空心阴极 直流电压 类辉光放电 二维轴对称模型

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狭缝型微空心阴极维持放电等离子体 被引量：3

18

作者 王跃东 欧阳吉庭 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第11期1014-1017,共4页

为在高气压条件下获得稳定、大体积的放电等离子体,实验研究了氩气中的狭缝型微空心阴极放电(SMHCD)特性.设计了包括SMHCD的三电极放电系统,并利用SMHCD作为预电离源(等离子体阴极),在不同放电条件下测试了该系统的放电特性并讨论了其... 为在高气压条件下获得稳定、大体积的放电等离子体,实验研究了氩气中的狭缝型微空心阴极放电(SMHCD)特性.设计了包括SMHCD的三电极放电系统,并利用SMHCD作为预电离源(等离子体阴极),在不同放电条件下测试了该系统的放电特性并讨论了其放电模式.结果表明,SMHCD具有微空心阴极放电的特性,在适当条件下可以形成稳定的辉光放电.利用SMHCD离子源可以获得大体积、高气压的狭缝型微空心阴极维持放电(SMSD)等离子体.SMSD具有普通直流辉光放电的特性,且SMHCD本身的放电电流以及第三电极处所加的电压对SMSD的形成有十分重要的作用.该系统可以产生大面积均匀等离子体. 展开更多

关键词 狭缝型微空心阴极 辉光放电 三电极系统 等离子体

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纳秒脉冲触发的阵列微空心阴极放电特性 被引量：1

19

作者 张成博 刘克富 邱剑 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第2期43-52,共10页

阵列微空心阴极(MHC)是一种在同一个阴极结构上加工多个微孔形成微孔阵列,实现大面积高电子密度的放电微等离子体结构。相比直流触发模式,纳秒短脉冲触发阵列微空心阴极,可以显著地减少直流触发时的电流热负荷效应,提高放电电流和放电... 阵列微空心阴极(MHC)是一种在同一个阴极结构上加工多个微孔形成微孔阵列,实现大面积高电子密度的放电微等离子体结构。相比直流触发模式,纳秒短脉冲触发阵列微空心阴极,可以显著地减少直流触发时的电流热负荷效应,提高放电电流和放电能量。本文利用自行研制的纳秒脉冲电源,实现对阵列微空心阴极在氩气下进行脉冲放电,研究其脉冲条件下的放电特性;其次,研究其在纳秒脉冲下多孔阵列的同步放电问题,并通过加入预触发结构,有效改善其同步特性;最后,利用光纤式发射光谱仪进行氩气下氩发射光谱测量,并对纳秒放电等离子体进行光谱诊断。 展开更多

关键词 阵列微空心阴极 纳秒脉冲 同步放电 预触发

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微阴极电弧推力器平板电极放电特性实验研究

20

作者 刘宇曦 耿金越 +4 位作者 张旭 严浩 刘旭辉 孙素蓉 王海兴 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第7期41-48,共8页

微阴极电弧推力器(μCAT)具有比冲高、元冲量小、结构简单等优点,在微纳卫星任务中具有广阔的应用前景。在实际应用中随着推力器点火次数的增加,导电涂层退化不断加剧,导致推力器的性能降低甚至失效,成为制约推力器应用进一步拓展的关... 微阴极电弧推力器(μCAT)具有比冲高、元冲量小、结构简单等优点,在微纳卫星任务中具有广阔的应用前景。在实际应用中随着推力器点火次数的增加,导电涂层退化不断加剧,导致推力器的性能降低甚至失效,成为制约推力器应用进一步拓展的关键因素。本文采用平板电极结构开展微阴极电弧推力器放电特性及失效机理实验研究,结果表明:在全寿命周期内,电极之间放电形成的电弧分布的演化可以分为四个阶段:集聚型、扩散型、分散型和近失效型放电阶段,主导放电特性变化的主要因素是阴极的烧蚀和涂层的退化。在推力器接近失效时,弧电压大幅升高,弧电流明显降低,单次放电时间进一步缩短,电极间电阻出现陡增,抑制了微阴极电弧的产生和发展。在本文实验工况下点火次数达到69万次,推力器失效,此时阴阳极之间的电阻陡增为153kΩ。对真空条件下电极之间放电特性的时空演变进行分析,有助于明晰推力器失效机理,为提升推力器的寿命和性能提供依据。 展开更多

关键词 微阴极电弧推力器 放电特性 时空演变 平板型电极 电弧特性 导电涂层

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