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表面微结构对碳化硅晶须掺杂石墨阴极爆炸电子发射性能的影响

华叶 万红 陈兴宇 吴平 白书欣

表面微结构对碳化硅晶须掺杂石墨阴极爆炸电子发射性能的影响

华叶, 万红, 陈兴宇, 吴平, 白书欣
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  • 爆炸发射阴极已广泛应用于高功率微波源,但常规场致爆炸发射阴极存在使用寿命短或电子发射不均匀的问题,改善阴极材料是解决这一问题的有效途径. 本文将碳化硅晶须掺杂到石墨中制备得到阴极,从二极管电流波形上升沿和输出微波脉宽产生的变化着手,分析了碳化硅晶须掺杂石墨阴极表面材料成分和微观形貌对其电子发射性能的影响机理. 研究发现,碳化硅晶须的存在,不仅有利于阴极场发射的快速启动、发射微点数目增多,还有利于降低等离子体膨胀速度、抑制脉冲缩短现象,使得输出微波脉宽增大. 随着脉冲发射数量增多,碳化硅晶须掺杂石墨阴极表面被等离子体不断“抛光”,微凸起形状因子减小、均匀性提高,场发射启动速度减慢,但输出微波脉宽增大.
      通信作者: 万红, wanhong@nudt.edu.cn
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出版历程
  • 收稿日期:  2016-01-14
  • 修回日期:  2016-04-09
  • 刊出日期:  2016-08-20

表面微结构对碳化硅晶须掺杂石墨阴极爆炸电子发射性能的影响

  • 1. 国防科学技术大学航天科学与工程学院, 长沙 410073;
  • 2. 西北核技术研究所, 西安 710024
  • 通信作者: 万红, wanhong@nudt.edu.cn

摘要: 爆炸发射阴极已广泛应用于高功率微波源,但常规场致爆炸发射阴极存在使用寿命短或电子发射不均匀的问题,改善阴极材料是解决这一问题的有效途径. 本文将碳化硅晶须掺杂到石墨中制备得到阴极,从二极管电流波形上升沿和输出微波脉宽产生的变化着手,分析了碳化硅晶须掺杂石墨阴极表面材料成分和微观形貌对其电子发射性能的影响机理. 研究发现,碳化硅晶须的存在,不仅有利于阴极场发射的快速启动、发射微点数目增多,还有利于降低等离子体膨胀速度、抑制脉冲缩短现象,使得输出微波脉宽增大. 随着脉冲发射数量增多,碳化硅晶须掺杂石墨阴极表面被等离子体不断“抛光”,微凸起形状因子减小、均匀性提高,场发射启动速度减慢,但输出微波脉宽增大.

English Abstract

参考文献 (28)

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