碳化物改性石墨材料的强流电子束发射和收集特性研究

声明

第一章 绪论

1.1 HPM源用阴极

1.1.1 爆炸电子发射机理

1.1.2 HPM源对爆炸发射阴极的性能要求

1.1.3 爆炸发射阴极材料

1.2 HPM源用收集极

1.2.1 HPM源中电子束与材料的相互作用

1.2.2 HPM源对强流电子束收集极的性能要求

1.2.3 强流电子束收集极材料

1.3 碳化物改性石墨阴极和收集极

1.3.1 石墨阴极和收集极的优缺点

1.3.2 改善石墨阴极和收集极性能的方法

1.3.3 碳化物改性碳材料的制备方法

1.4 本文选题依据与研究内容

第二章 碳化物改性石墨阴极和收集极的制备

2.1 实验原料及设备

2.1.1 实验原料

2.1.2 实验设备

2.2 测试表征方法

2.2.2 表面微观成分与显微形貌

2.3 SiC改性石墨材料的形貌可控制备

2.3.1 不同形貌SiC在石墨基体表面的原位形成机理

2.3.2 系统总压和反应温度对SiC形貌的影响

2.3.3 系统总压和反应温度对SiC渗入深度的影响

2.4 TiC和TaC改性石墨材料的制备

2.4.1 熔盐热歧化过程中石墨表面金属碳化物原位形成机理

2.4.2 温度对金属碳化物改性石墨材料成分分布的影响

2.4.3 材料表面和内部杂质分析及后处理技术

2.5 碳化物改性石墨阴极和收集极靶片的制备

2.5.1 不同形貌SiC改性石墨阴极的制备

2.5.2 TiC和TaC改性石墨阴极的制备

2.5.3 TiC和TaC改性石墨收集极靶片的制备

2.6 小结

第三章 碳化物改性石墨阴极材料的表面场分布与场发射性能

3.1 研究方法

3.1.1 模拟计算方法

3.1.2 实验测试方法

3.2 形貌和成分对电场分布的影响

3.2.1 表面微凸起形状对场分布的影响

3.2.2 表面微凸起尺寸对场分布的影响

3.2.3 表面微凸起覆盖度对场分布的影响

3.2.4 表面微凸起电性质对场分布的影响

3.3 形貌和成分对场发射性能的影响

3.3.1 场发射性能测试结果

3.3.2 形貌和成分对场发射启动速度的影响

3.3.3 形貌和成分对场发射电流密度增长率的影响

3.4 小结

第四章 碳化物改性石墨阴极的爆炸电子发射性能

4.1 研究方法

4.1.1 实验测试方法

4.1.2 模拟计算方法

4.2 碳化物种类对改性石墨阴极爆炸电子发射性能的影响

4.2.1 不同表面成分阴极爆炸电子发射过程的数值模拟

4.2.2 不同种类碳化物改性石墨阴极的二极管实验特性曲线分析

4.2.3 碳化物改性石墨阴极表面成分对其爆炸电子发射性能的影响

4.3 碳化物改性石墨阴极表面形貌对其爆炸电子发射性能的影响

4.3.1 不同表面形貌阴极爆炸电子发射过程的数值模拟

4.3.2 不同形貌SiC改性石墨阴极的二极管实验特性曲线分析

4.3.3 不同形貌金属碳化物改性石墨阴极的二极管实验特性曲线分析

4.3.4 表面形貌对阴极爆炸电子发射性能的影响规律

4.4 小结

第五章 碳化物改性石墨阴极的微波产生特性及其与爆炸电子发射性能的相关性

5.1 研究方法

5.1.1 实验平台

5.1.2 实验数据处理及分析方法

5.1.3 多次脉冲发射后阴极表面形貌的观察

5.2 碳化物改性石墨阴极的电流波形分析

5.2.1 碳化物种类对改性石墨阴极电流波形的影响

5.2.2 SiC形貌对改性石墨阴极电流波形的影响

5.2.3 金属碳化物分布对改性石墨阴极电流波形的影响

5.2.4 实验条件对碳化物改性石墨阴极爆炸发射性能的影响

5.3 碳化物改性石墨阴极对应的微波波形分析

5.3.1 碳化物种类对改性石墨阴极对应微波波形的影响

5.3.2 SiC形貌对改性石墨阴极对应微波波形的影响

5.3.3 金属碳化物分布对改性石墨阴极对应微波波形的影响

5.3.4 碳化物改性石墨阴极爆炸电子发射性能对微波产生特性的影响

5.4 碳化物改性石墨阴极的性能稳定性

5.4.1 碳化物改性石墨阴极的发射性能稳定性

5.4.2 多次脉冲发射后阴极宏观形貌变化

5.5 小结

第六章 金属碳化物改性石墨材料的强流电子束收集性能

6.1 研究方法

6.1.1 基本性能测试表征方法

6.1.2 强流电子束收集性能测试方法

6.1.3 强流电子束在靶片中能量沉积效应的模拟计算方法

6.2 金属碳化物改性对石墨基本性能的影响

6.2.1 金属碳化物改性对石墨表面平整性的影响

6.2.2 金属碳化物改性对石墨表面导电性的影响

6.2.3 金属碳化物改性对石墨导热性的影响

6.3 金属碳化物改性对二极管特性的影响

6.3.1 不同成分阳极对二极管特性的影响

6.3.2 靶片材料成分对阳极等离子体产生的影响

6.3.3 靶片材料成分对阳极等离子体平均膨胀速度的影响

6.4 金属碳化物改性石墨靶片的耐电子束轰击性能

6.4.1 低压长脉冲强流电子束作用下靶片损伤情况

6.4.2 高压短脉冲强流电子束重频作用下靶片损伤情况

6.4.3 靶片在不同参数电子束作用下的损伤机制分析

6.5 小结

第七章 结论与展望

7.1 论文主要结论

7.2 论文主要创新点

7.3 展望

致谢

参考文献

作者在学期间取得的学术成果