弧柱面聚焦自磁绝缘强流脉冲气体离子二极管工作特性研究

发布时间：2021-11-28 21:52

　　磁绝缘离子二极管是强流脉冲离子束（HIPIB）设备的核心部件,为拓展强流脉冲离子束技术在表面工程领域的应用,亟待发展长寿命、参数稳定且使用维护成本低的强流脉冲离子源。本文在TEMP-6型HIPIB设备基础上,结合双极脉冲电源系统的改造升级,设计了弧柱面聚焦自磁绝缘气体离子二极管,研究了该强流脉冲气体离子源的双极脉冲放电特性,基于红外热成像法诊断HIPIB总能量及其焦点能量密度,采用法拉第筒测量离子束流密度,基于离子束飞行时间法分析离子成分,研究了离子束能量密度、离子束流密度以及离子成分产生规律,讨论了离子束输出稳定性的主要影响因素,并提出了改善离子束稳定性的方法。实验研究了在真空背底气压为5 mPa时,离子二极管双极脉冲电压的负脉冲幅值和延迟时间对HIPIB参数的影响作用,在此基础上,研究了在二极管阳极中通入不同气体（N₂、CH₄、CO₂、H₂）对HIPIB输出参数的影响。结果表明,在背底气压下,负脉冲幅值从230 kV增加到320 kV,分别得到了单一N⁺、混合N^+... 

【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：55 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 强流脉冲离子束的发展及应用
        1.1.1 强流脉冲离子技术原理
        1.1.2 强流脉冲离子束在材料表面领域的应用
    1.2 磁绝缘离子二极管的原理及类型
        1.2.1 磁绝缘离子二极管的工作原理
        1.2.2 固体源离子二极管
        1.2.3 气体源离子二极管
    1.3 本论文的研究目的及内容
        1.3.1 研究目的
        1.3.2 研究内容
2 实验装置与检测方法
    2.1 TEMP-6型离子加速器
        2.1.1 工作原理
        2.1.2 弧柱面自磁绝缘气体离子二极管
        2.1.3 离子二极管的充电过程
        2.1.4 强流脉冲离子束的形成
    2.2 强流脉冲离子束参数测量方法
        2.2.1 二极管的电流电压测量
        2.2.2 红外热成像诊断法
        2.2.3 离子束飞行时间分析法
    2.3 本章小结
3 弧柱面聚焦自磁绝缘气体离子二极管的双极脉冲放电特性
    3.1 双极脉冲的负脉冲幅值对离子束的影响
    3.2 双极脉冲延迟时间对离子束的影响
    3.3 二极管通入不同气体对离子束的影响
    3.4 讨论
    3.5 本章小结
4 弧柱面聚焦自磁绝缘二极管气体离子束输出的稳定性
    4.1 背底气压对离子束稳定性的影响
    4.2 阳极表面材料对离子束稳定性的影响
    4.3 讨论
    4.4 本章小结
5 总结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢


【参考文献】：
博士论文
[1]强流脉冲离子束特性及其烧蚀作用的实验研究[D]. 朱小鹏.大连理工大学 2003

硕士论文
[1]航空发动机机匣加工刀具的强流脉冲离子改性实验研究[D]. 倪振飞.中国民航大学 2018
[2]强流脉冲离子束升温辐照WC-Ni硬质合金涂层的表面强化机制研究[D]. 韩昆霖.大连理工大学 2018
[3]几何聚焦强流脉冲离子束多脉冲稳定性及特性研究[D]. 张志超.大连理工大学 2016



本文编号：3525212