基于陶瓷-金属焊接的强流二极管绝缘结构设计 被引量：3

1

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

2

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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百纳秒脉冲下强流二极管的工作稳定性 被引量：2

3

作者 来定国 邱爱慈 +3 位作者 张永民 黄建军 任书庆 杨莉 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第10期2488-2492,共5页

以闪光二号加速器为研究平台,实验研究了前沿80ns和34ns脉冲电压下的二极管工作稳定性,通过对比实验结果和数值模拟结果,分析了脉冲前沿对二极管启动时间、阴极发射均匀性和阻抗重复性的影响,探讨了脉冲前沿对平面阴极二极管工作状态的... 以闪光二号加速器为研究平台,实验研究了前沿80ns和34ns脉冲电压下的二极管工作稳定性,通过对比实验结果和数值模拟结果,分析了脉冲前沿对二极管启动时间、阴极发射均匀性和阻抗重复性的影响,探讨了脉冲前沿对平面阴极二极管工作状态的影响机制。实验结果表明:脉冲前沿、二极管启动时间增加时,二极管的阻抗重复性降低;平面阴极易于在中心位置形成强区域发射,等离子体覆盖整个阴极发射面的时间随脉冲前沿增大而增加;屏蔽效应对阴极发射的影响随前沿增加而变大,进而导致阴极表面不均匀强点发射,等离子体运动速度增加,阴极有效发射面积减小,在等离子体运动速度和阴极有效发射面积共同作用下,二极管工作稳定性下降。 展开更多

关键词 强流二极管 电子束 稳定性 阻抗特性

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强流二极管阳极靶温度和热形变模拟 被引量：1

4

作者 胡杨 蔡丹 +5 位作者 孙江 张金海 杨海亮 孙剑锋 尹佳辉 呼义翔 《强激光与粒子束》 CAS CSCD 北大核心 2022年第7期99-105,共7页

以电子束在靶中的能量沉积剖面为桥梁,建立了二极管阳极靶温度和热形变模拟方法。该方法可获知二极管不同工作状态下靶的温度分布和热形变情况,为靶热-力学损伤研究提供基础数据,为二极管构型设计和寿命提升提供技术支撑。将该方法应用... 以电子束在靶中的能量沉积剖面为桥梁,建立了二极管阳极靶温度和热形变模拟方法。该方法可获知二极管不同工作状态下靶的温度分布和热形变情况,为靶热-力学损伤研究提供基础数据,为二极管构型设计和寿命提升提供技术支撑。将该方法应用于“强光一号”短γ二极管,计算结果显示:当阳极离子密度大于10^(14) cm^(−3)时(强箍缩),靶表面温度最高可达5500~6000℃,热形变量达约4.5 mm;无离子流时(弱箍缩),温度处在4500℃左右,形变为2.8~3.5 mm。 展开更多

关键词 强流二极管 阳极靶 温度 热形变 模拟

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强流二极管绝缘体滑闪监测及其影响

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作者 来定国 张永民 +5 位作者 邱爱慈 黄建军 谢霖燊 任书庆 杨莉 姚伟博 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第4期1113-1116,共4页

以闪光二号加速器为研究平台,建立了微分环阵列和Rogowski线圈同时监测二极管电流的方法,监测了二极管绝缘体表面的滑闪现象。根据电流探头测量结果的差异,分析了绝缘体滑闪对电子束流参数的影响。二极管绝缘体出现滑闪,位置附近的微分... 以闪光二号加速器为研究平台,建立了微分环阵列和Rogowski线圈同时监测二极管电流的方法,监测了二极管绝缘体表面的滑闪现象。根据电流探头测量结果的差异,分析了绝缘体滑闪对电子束流参数的影响。二极管绝缘体出现滑闪,位置附近的微分环波形严重畸变,其它位置的微分环和Rogowski线圈测量结果基本一致。采用距离滑闪位置较远的微分环结果处理二极管束流参数,相对于不出现滑闪时的结果,束流强度和总能量没有明显的变化。绝缘体滑闪沿面局部放电,能量损失较小,尚未对电子束流造成较大影响。 展开更多

关键词 强流二极管 绝缘体 滑闪 微分环阵列 电子束

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强流真空二极管材料放气特性研究 被引量：5

6

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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强流电子束无箔二极管结构设计与特性研究 被引量：6

7

作者 张永辉 常安碧 +2 位作者 江金生 陈洪斌 康强 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第3期437-440,共4页

主要叙述高功率二极管的理论模型和结构设计 ,采用基于引导磁场和相对论近似情况下的空间电荷限制流模型 ,对磁浸没无箔二极管产生的空心相对论电子束进行了动态数值模拟 ,研究了二极管几何结构及引导磁场对二极管束流特性的影响。

关键词 结构设计 无箔二极管 引导磁场 数值模拟 束流特性 理论模型 强流电子束二极管

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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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同轴型强流电子束二极管的一种解析近似 被引量：2

9

作者 邵浩 刘国治 杨占峰 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第8期1141-1144,共4页

从描述电子束运动的基本方程出发,引入一定条件下的近似,获得了一种实用的同轴二极管电流、电压与几何参数关系的近似解析解.给出了同轴二极管阻抗、间隙电压分布与二极管外加电压以及结构参数之间的关系式,并与1维模型精确数值解进行... 从描述电子束运动的基本方程出发,引入一定条件下的近似,获得了一种实用的同轴二极管电流、电压与几何参数关系的近似解析解.给出了同轴二极管阻抗、间隙电压分布与二极管外加电压以及结构参数之间的关系式,并与1维模型精确数值解进行比较分析.采用了PIC数值模拟方法对该理论分析结果在常用参数范围内的准确性进行了验证,获得了一致的结果.与相对论条件下的实验结果数据相比,在二极管电压为300～700 kV时实验结果与该理论估算值非常接近. 展开更多

关键词 等离子体 强流电子束二极管 脉冲功率技术 高功率微波

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强流铁电阴极二极管电子发射过程研究 被引量：1

10

作者 向飞 常安碧 张永辉 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第11期40-41,共2页

讨论了铁电阴极二极管的发射过程 ,指出在铁电阴极的发射过程中 ,极化反转发射、场致发射、等离子体爆炸发射都可能存在 ,这取决于触发脉冲的极性与大小。不管属于那一种发射方式 。

关键词 强流铁电阴极二极管 电子发射过程 场致发射 触发脉冲 电子束

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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

11

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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陡化前沿Marx发生器的阻抗特性 被引量：2

12

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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Pspice子模块在脉冲功率装置电路模拟中的应用 被引量：5

13

作者 来定国 谢霖燊 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第3期689-692,共4页

介绍了Pspice子模块的建立方法;根据气体开关和强流二极管的工作原理,建立了能够较为准确描述这些部件工作过程的子模块;模拟了"闪光二号"加速器二极管正常工作和短路状态下的电压电流输出结果,二极管电压电流和阻抗模拟结果... 介绍了Pspice子模块的建立方法;根据气体开关和强流二极管的工作原理,建立了能够较为准确描述这些部件工作过程的子模块;模拟了"闪光二号"加速器二极管正常工作和短路状态下的电压电流输出结果,二极管电压电流和阻抗模拟结果与实验结果基本一致。建模方法和参数控制方法可以用于阻抗非线性、工作过程复杂、随机性较大的部件的电路模拟,有利于使用大规模相同部件电路的参数控制。 展开更多

关键词 子模块 电路模拟 强流二极管 自击穿开关

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