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1μm高功率连续激光对不锈钢辐照毁伤特性
1
作者 王喜辉 刘骁征 +2 位作者 张海涛 寇雨馨 孟阔 《光学精密工程》 北大核心 2025年第6期874-883,共10页
本研究通过一系列仿真模拟和实验观测,深入分析了1μm高功率连续激光对304不锈钢的毁伤过程,重点探讨了不同功率密度、材料厚度以及热-力耦合作用对材料烧穿时间的影响及其变化规律。研究结果表明,随着不锈钢厚度的增加,热应力和温度梯... 本研究通过一系列仿真模拟和实验观测,深入分析了1μm高功率连续激光对304不锈钢的毁伤过程,重点探讨了不同功率密度、材料厚度以及热-力耦合作用对材料烧穿时间的影响及其变化规律。研究结果表明,随着不锈钢厚度的增加,热应力和温度梯度对材料变形和裂纹形成的影响加剧,导致击穿所需的激光功率密度和时间也相应增加,热应力的贡献进一步加速了材料的破坏过程,尤其是在较高功率密度下,热变形与应力集中显著影响材料的力学性能,导致厚度为0.5~2 mm的304不锈钢在高功率连续激光辐照下的击穿毁伤阈值存在显著差异,最终通过数值分析和数据拟合方式获得了激光辐照时间与材料厚度、击穿阈值之间的函数关系,以实现定量评估高功率连续激光对304不锈钢的击穿和毁伤特性。 展开更多
关键词 连续激光 不锈钢 击穿阈值 毁伤效应
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基于再展开法的包覆型含能药粒间静电相互作用模型与安全边界构建
2
作者 冯跃 周子隆 +4 位作者 吴成成 郭学永 张波 王浩 王硕 《兵工学报》 北大核心 2025年第1期136-149,共14页
针对包覆型含能药粒生产过程静电安全边界不清问题,结合再展开法与多层介质壳构型构建摩擦电包覆型含能药粒与药粒间的静电相互作用模型,基于改进Paschen定律明确包覆型含能药粒静电放电的电荷密度与场强阈值边界,揭示颗粒结构与电学关... 针对包覆型含能药粒生产过程静电安全边界不清问题,结合再展开法与多层介质壳构型构建摩擦电包覆型含能药粒与药粒间的静电相互作用模型,基于改进Paschen定律明确包覆型含能药粒静电放电的电荷密度与场强阈值边界,揭示颗粒结构与电学关键参数对包覆型含能药粒静电安全性的影响规律。研究结果表明:包覆层极化效应增强了药粒间电场与吸引力,导致带电药粒同性相吸团聚,加剧了静电放电风险;在相同带电量下,被包覆活性金属导体药粒间吸引力远高于被包覆单质炸药介质药粒;当表面电荷密度为±5.0μC/m^(2)时,包覆型活性金属导体药粒间电场会超过空气击穿阈值,发生放电;对于包覆型单质炸药介质药粒,只有表面电荷密度达到±50μC/m^(2),电场才会超过击穿阈值;包覆型活性金属导体药粒静电安全性远小于包覆型单质炸药介质药粒,更容易发生静电团聚与静电放电。 展开更多
关键词 含能药粒 静电场 击穿阈值 静电放电 静电安全边界
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200 V高压SOI LDMOS器件设计与优化
3
作者 曲韩宾 赵永瑞 +4 位作者 师翔 唐晓龙 温恒娟 陈辰 周锌 《微处理机》 2025年第3期39-44,共6页
高压SOI LDMOS器件得益于其高度的集成性和低功耗等优势,现已广泛应用于包括消费类电子产品和工业控制系统在内的诸多领域。本文对高压集成驱动电路中的关键器件厚栅氧SOI PLDMOS器件与薄栅氧SOI NLDMOS器件进行了设计与优化。利用TCAD... 高压SOI LDMOS器件得益于其高度的集成性和低功耗等优势,现已广泛应用于包括消费类电子产品和工业控制系统在内的诸多领域。本文对高压集成驱动电路中的关键器件厚栅氧SOI PLDMOS器件与薄栅氧SOI NLDMOS器件进行了设计与优化。利用TCAD仿真软件Medici进行仿真,优化了漂移区和阱区掺杂剂量和漂移区长度,从而提高器件的击穿电压,降低比导通电阻,并获得合适的阈值电压和开态击穿电压值。经优化后厚栅氧SOI PLDMOS器件的击穿电压达到-235.7 V,比导通电阻达到19.6 mΩ·cm^(2),阈值电压为-36.7 V,开态击穿电压为-250 V;薄栅氧SOI NLDMOS器件的击穿电压达到276.7 V,比导通电阻达到11.5 mΩ·cm^(2),阈值电压为1.9 V,开态击穿电压为119 V。 展开更多
关键词 SOI LDMOS 击穿电压 比导通电阻 阈值电压 开态击穿电压
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XLPE电缆绝缘片晶周期性结构演变及其对电性能的影响 被引量：7
4
作者 周士贻 门业堃 +4 位作者 刘博 及洪泉 陈道远 高建 李建英 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第3期1205-1213,I0030,共10页
为了研究长期高温条件下高压直流电缆交联聚乙烯(cross-linked polyethylene,XLPE)绝缘片晶周期性结构演变对直流绝缘特性的影响,将500 kV直流XLPE电缆绝缘层的薄片试样置于135℃条件下加速热老化。采用小角X射线散射(small angle X-ray... 为了研究长期高温条件下高压直流电缆交联聚乙烯(cross-linked polyethylene,XLPE)绝缘片晶周期性结构演变对直流绝缘特性的影响,将500 kV直流XLPE电缆绝缘层的薄片试样置于135℃条件下加速热老化。采用小角X射线散射(small angle X-ray scattering,SAXS)和差示扫描量热法(differential scanning calorimetry,DSC)分析热老化对组成球晶的片晶/无定形区过渡界面、片晶和片晶长周期结构的影响。同时,分析XLPE直流电导特性和击穿强度的变化。实验结果表明:片晶/无定形区界面厚度、片晶厚度、片晶长周期尺寸随着老化的进行先略微增大后逐渐减小,在老化336 h时出现最大值,这与电荷注入阈值场强和直流击穿强度具有相似的变化规律,而与载流子迁移率变化和片晶间无定形区尺寸的变化相反。基于陷阱控制的阈值场强变化和自由体积击穿理论,分析片晶周期性结构变化对直流击穿强度的影响。综合分析可知,经过短时间热老化有助于改善XLPE的片晶周期性结构,从而提升直流击穿强度。 展开更多
关键词 交联聚乙烯 过渡界面 片晶长周期 阈值场强 直流击穿
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3300 V平面栅IGBT器件特性仿真研究
5
作者 李文佩 王永顺 +2 位作者 张利军 李梦梦 胡瑶 《半导体光电》 北大核心 2024年第6期879-886,共8页
绝缘栅双极型晶体管(IGBT)作为一种广泛应用于电子电路领域的功率器件,具有导通电压低、通态电流大、开关速度快和输入阻抗高等优势。文章基于数值模拟软件建立了3 300 V平面栅场截止型绝缘栅双极型晶体管器件(FS-IGBT)的仿真模型,通过... 绝缘栅双极型晶体管(IGBT)作为一种广泛应用于电子电路领域的功率器件,具有导通电压低、通态电流大、开关速度快和输入阻抗高等优势。文章基于数值模拟软件建立了3 300 V平面栅场截止型绝缘栅双极型晶体管器件(FS-IGBT)的仿真模型,通过设计器件结构及参数分别对击穿特性、转移特性以及导通特性进行分析。在合理的阈值电压范围内,研究漂移区厚度和掺杂浓度、P-body区掺杂浓度、P^(+)衬底区掺杂浓度和N型缓冲区掺杂浓度等对器件的击穿电压和导通压降产生的影响。结果显示FS-IGBT器件的饱和电压和关断损耗相较传统平面栅IGBT结构分别降低了5.2%和32%,击穿电压提高了14%,阈值电压为5.3 V。 展开更多
关键词 击穿电压 阈值电压 导通压降 漂移区掺杂浓度
原文传递
石灰石粉掺量对混凝土中钢筋脱钝临界氯离子含量的影响 被引量：1
6
作者 李辰治 蒋林华 《材料导报》 EI CSCD 北大核心 2024年第1期72-78,共7页
本工作研究了不同石灰石粉掺量(10%、20%、30%,质量分数,下同)对钢筋脱钝临界氯离子含量的影响,对混凝土试件进行干湿循环处理以加速氯离子渗透,同时采用半电池电位和电化学阻抗谱分别测定了钢筋的自腐蚀电位和腐蚀电流密度。结果表明,... 本工作研究了不同石灰石粉掺量(10%、20%、30%,质量分数,下同)对钢筋脱钝临界氯离子含量的影响,对混凝土试件进行干湿循环处理以加速氯离子渗透,同时采用半电池电位和电化学阻抗谱分别测定了钢筋的自腐蚀电位和腐蚀电流密度。结果表明,临界氯离子含量随着石灰石粉掺量的增加而减小,这主要是因为石灰石粉的掺入导致水泥含量降低,从而使混凝土孔隙液pH值降低。XRD分析表明石灰石粉的掺入抑制了单硫型水化硫铝酸钙(AFm)相的生成,从而降低了水化产物的氯离子结合能力。腐蚀电流密度的变化趋势服从三参数Weibull分布,其概率密度可以表征钝化膜破裂的速率,随着石灰石粉掺量的增加,钝化膜破裂速率增加。 展开更多
关键词 石灰石粉掺量 临界氯离子含量 腐蚀电位与电流密度 钢筋脱钝 WEIBULL分布
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一种准光反射聚焦微波放电大气等离子体装置 被引量：8
7
作者 杨浩 闫二艳 +2 位作者 郑强林 刘忠 胡海鹰 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期10-14,共5页
设计了一种准光反射聚焦方式的微波放电大气等离子体实验装置,装置包括大气环境模拟室和微波辐射聚焦系统。辐射微波在腔室中心形成kV/cm量级的非均匀强场,击穿大气产生等离子体。通过仿真计算了腔室内的空间辐射场分布,并利用小信号传... 设计了一种准光反射聚焦方式的微波放电大气等离子体实验装置,装置包括大气环境模拟室和微波辐射聚焦系统。辐射微波在腔室中心形成kV/cm量级的非均匀强场,击穿大气产生等离子体。通过仿真计算了腔室内的空间辐射场分布,并利用小信号传递的方式进行测量,测量结果与仿真相符,形成的等离子体形态与辐射场分布强弱一致。电磁场在聚焦区域形成驻波,等离子体出现明显分层现象。实验通过拍照记录了不同参数条件下的等离子体图样,等离子体形态随气压升高而收缩,放电区域受场强和气压共同影响。对实验结果进行分析,验证了该装置的能力。 展开更多
关键词 微波放电 等离子体 反射聚焦 电场测量 击穿阈值
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典型放电气体的击穿场强阈值研究 被引量：4
8
作者 李志刚 程立 +2 位作者 汪家春 王启超 时家明 《发光学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第1期103-108,共6页
为了研究等离子体产生时的气体击穿特性,利用低气压条件下气体击穿场强阈值模型,分析了He、Ne、Ar、Kr、Xe和Hg蒸汽等6种典型放电气体的击穿阈值随入射波频率、电子温度、气体压强以及气体温度的变化规律。结果表明:气体击穿阈值随气体... 为了研究等离子体产生时的气体击穿特性,利用低气压条件下气体击穿场强阈值模型,分析了He、Ne、Ar、Kr、Xe和Hg蒸汽等6种典型放电气体的击穿阈值随入射波频率、电子温度、气体压强以及气体温度的变化规律。结果表明:气体击穿阈值随气体压强的增大而减小,随气体温度、电子温度和入射脉冲频率的增大而增大。气体压强和入射频率对击穿阈值的影响大于气体温度和电子温度,在所考虑的范围内,气体压强对击穿场强的影响约为100 V/m,入射脉冲频率对击穿场强的影响为50~300 V/m,气体温度和电子温度对击穿场强的影响为20~30 V/m。当考虑气体压强、气体温度以及电子温度等因素的影响时,各种气体的击穿场强阈值产生的变化规律相类似;但考虑入射频率的影响时,不同气体的击穿场强阈值差异很大。在所考虑的典型放电气体中,Xe具有最低的击穿场强阈值,He的击穿阈值最大。 展开更多
关键词 气体击穿 击穿阈值 等离子体 电磁脉冲防护
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激光能量与光声信号强度的关系 被引量：8
9
作者 曹辉 张小凤 +1 位作者 尚志远 董彦武 《陕西师大学报（自然科学版）》 CSCD 北大核心 1998年第4期47-50,共4页
运用声学基础理论，讨论了激光能量与声信号强度间的变化关系．发现激光能量与声信号强度之间存在着对数线性关系；并根据液体中光声信号的连续性。
关键词 光击穿 热膨胀 击穿阈值 激光能量 光声信号强度
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高功率微波脉冲大气传输的一些规律 被引量：17
10
作者 周光镒 朱红刚 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 1996年第4期485-490,共6页
推导了高功率微波（ＨＰＭ）脉冲大气击穿阈值功率公式，估计了脉冲从地面向上传输的潜行时间。数值模拟了ＨＰＭ大气传输的物理图象和潜行时间的变化。
关键词 大气传输 击穿阈值 潜行时间 微波传输
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微波大气击穿阈值的理论研究 被引量：3
11
作者 周前红 孙会芳 +1 位作者 董志伟 周海京 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2015年第17期228-233,共6页
本文通过对使用有效场强(或均方根场强)得到的微波大气击穿阈值表达式进行讨论,指出其推导中所做的假设及这些假设应用到微波大气击穿过程中存在的问题.然后分别使用解析理论和数值模拟对微波大气击穿过程中的有效电子温度变化过程和击... 本文通过对使用有效场强(或均方根场强)得到的微波大气击穿阈值表达式进行讨论,指出其推导中所做的假设及这些假设应用到微波大气击穿过程中存在的问题.然后分别使用解析理论和数值模拟对微波大气击穿过程中的有效电子温度变化过程和击穿阈值进行研究,并将其与直流电场进行比较.分析发现在高气压下,电子能量转移频率高,有效电子温度随电场大幅振荡,由于电离频率随有效电子温度的增长率大于电子能量损失随有效电子温度的增长率,因此在高气压时,微波大气击穿阈值低于使用有效场强的击穿阈值.通过大量分析,给出了理论推导和数值模拟得到的微波大气击穿阈值拟合表达式. 展开更多
关键词 微波大气击穿 击穿阈值 有效电子温度
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液体中光击穿阈值的研究 被引量：2
12
作者 高立民 曹辉 +3 位作者 何温 韩辉云 许志强 史瑞民 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第8期946-948,共3页
从等离子体中自由电子密度速率方程出发,考虑到脉冲激光在聚焦区域的特征以及液体中光击穿的实验情况,提出了等离子体椭球模型.通过该模型的建立,对自由电子密度速率方程中电子扩散速率进行了修正,在理论上得到了光击穿的阈值.结果表明... 从等离子体中自由电子密度速率方程出发,考虑到脉冲激光在聚焦区域的特征以及液体中光击穿的实验情况,提出了等离子体椭球模型.通过该模型的建立,对自由电子密度速率方程中电子扩散速率进行了修正,在理论上得到了光击穿的阈值.结果表明,等离子体椭球模型计算出水的击穿阈值更符合实验情况. 展开更多
关键词 光击穿 等离子体椭球 阈值
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FDTD方法分析高功率微波对大气的电离与击穿 被引量：2
13
作者 张超 周东方 +2 位作者 饶育萍 陈勇 侯德亭 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第5期719-723,共5页
应用麦克斯韦方程和电子流体方程,利用时域有限差分方法(FDTD)计算模拟了高功率微波(HPM)对大气的电离与击穿;该方法用瞬时电场代替等效电场,时刻更新大气电离击穿过程中的电离频率和碰撞频率,消除了近似解析法未考虑大气电离击穿过程... 应用麦克斯韦方程和电子流体方程,利用时域有限差分方法(FDTD)计算模拟了高功率微波(HPM)对大气的电离与击穿;该方法用瞬时电场代替等效电场,时刻更新大气电离击穿过程中的电离频率和碰撞频率,消除了近似解析法未考虑大气电离击穿过程中电场幅度衰减而引起的误差,计算得到击穿阈值大小随海拔高度的变化趋势与文献所得的变化趋势相吻合,其值略大于近似解析解;并通过仿真计算分析了HPM脉冲幅值、脉宽以及海拔高度等参数对大气击穿的影响。 展开更多
关键词 高功率微波 时域有限差分 大气 电离 击穿 阈值
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受激布里渊散射中的液体介质 被引量：3
14
作者 哈斯乌力吉 吕志伟 何伟明 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2003年第3期216-219,共4页
介绍了目前使用的SBS液体介质 ,分析了氟化物和氯化物是性能良好的SBS液体介质的原因 ,并指出了SBS液体介质的未来发展趋势。
关键词 SES液体介质 光致破坏阈值 化学键能 纯化介质 碳氟化合物
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短脉冲高功率微波大气电离与击穿数值分析 被引量：2
15
作者 赵朋程 廖成 +1 位作者 林文斌 唐涛 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第1期109-114,共6页
为探讨短脉冲高功率微波(HPM)的大气击穿规律,通过求解大气电子动量方程,得到用于拟合电离参数的等效电场.将等效电离参数代入电子密度连续性方程并求解,获得了窄带和超宽带HPM脉冲的大气击穿阈值与海拔高度以及逃逸时间(逃逸能量)与脉... 为探讨短脉冲高功率微波(HPM)的大气击穿规律,通过求解大气电子动量方程,得到用于拟合电离参数的等效电场.将等效电离参数代入电子密度连续性方程并求解,获得了窄带和超宽带HPM脉冲的大气击穿阈值与海拔高度以及逃逸时间(逃逸能量)与脉冲振幅之间的关系.此外,还分析了大气击穿时超宽带HPM脉冲的能量传输问题.结果表明,海拔高度、脉冲宽度、频谱分布和振幅对大气击穿都有明显影响. 展开更多
关键词 高功率微波脉冲 窄带 超宽带 击穿阈值 逃逸时间 等效电场
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液体光击穿阈值的研究 被引量：2
16
作者 曹辉 尚志远 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第4期438-440,共3页
运用声学基础理论 ,讨论了激光入射到液体中 ,激光能量与声信号强度间的变化关系 .发现激光能量与声信号强度之间存在着对数线形关系 .根据液体中光声信号的连续性 。
关键词 光击穿 击穿阀值 热膨胀 声学理论 液体 光声信号 光声效应 激光能量
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飞秒激光诱导水光学击穿阈值 被引量：1
17
作者 王亚伟 王立峰 +4 位作者 邓晓斌 刘莹 卜敏 王楷文 雷海娜 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第1期49-52,共4页
为了研究飞秒激光诱导水光学击穿阈值随激光脉冲参数的变化关系,采用四阶RungeKutta方法对飞秒激光诱导水光学击穿的椭球体模型进行了不同脉宽(40～540fs)、波长(400～1200nm)和光斑尺寸(0～200μm)下的数值模拟。通过控制变量法得出阈... 为了研究飞秒激光诱导水光学击穿阈值随激光脉冲参数的变化关系,采用四阶RungeKutta方法对飞秒激光诱导水光学击穿的椭球体模型进行了不同脉宽(40～540fs)、波长(400～1200nm)和光斑尺寸(0～200μm)下的数值模拟。通过控制变量法得出阈值光强与这些激光脉冲参数的关系曲线图,据此定性分析了阈值光强与激光脉冲参数的变化特征趋势。应用光强与功率、能量、辐照曝光量和电场强度之间的关系,得到了它们随激光脉冲参数脉宽、波长和光斑尺寸的动态关系,这为进一步研究飞秒激光与水和含水介质的相互作用提供了理论依据。 展开更多
关键词 飞秒激光 击穿阈值 RUNGE-KUTTA方法 水
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激光诱导下雾化水滴颗粒的击穿特性 被引量：1
18
作者 盛德仁 苏云鹏 +2 位作者 史香锟 陈坚红 李蔚 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第5期949-954,共6页
为了对气液两相介质激光推进技术中雾化水滴的击穿阈值特性进行研究,建立激光诱导下单个水滴微粒的光学击穿模型,计算分析入射功率密度、水滴微粒半径、入射激光波长等相关因素对雾化水滴颗粒击穿过程的影响.结果表明:随入射功率密度的... 为了对气液两相介质激光推进技术中雾化水滴的击穿阈值特性进行研究,建立激光诱导下单个水滴微粒的光学击穿模型,计算分析入射功率密度、水滴微粒半径、入射激光波长等相关因素对雾化水滴颗粒击穿过程的影响.结果表明:随入射功率密度的增大,由107 W/cm2上升至1011 W/cm2,击穿位置沿入射反方向移动.随水滴微粒半径的增大,从0到50μm,击穿阈值减小,从35×106 W/cm2下降到2.5×106 W/cm2,击穿位置沿入射方向移动.随激光波长的增大,由0到12μm,击穿位置沿入射反方向移动;当波长较短时(λ<2μm),击穿阈值随波长增大而迅速减小,从25×106 W/cm2下降到5×106 W/cm2.当波长较长时(λ>2μm),波长增大对击穿阈值影响较小. 展开更多
关键词 雾化水滴击穿模型 激光击穿阈值 击穿位置
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用激光诱导击穿光谱测量铝合金的激光烧蚀阈值 被引量：15
19
作者 杨雪娇 彭飞飞 李润华 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第3期557-560,共4页
采用正交几何配置的双波长双脉冲激光烧蚀-激光诱导击穿光谱技术准确测量了铝合金样品的激光烧蚀阈值。在烧蚀激光波长为532nm、脉宽为12ns并采用焦距为2cm的非球面透镜强聚焦的条件下,得到铝合金的激光能量烧蚀阈值为48μJ,等效的能量... 采用正交几何配置的双波长双脉冲激光烧蚀-激光诱导击穿光谱技术准确测量了铝合金样品的激光烧蚀阈值。在烧蚀激光波长为532nm、脉宽为12ns并采用焦距为2cm的非球面透镜强聚焦的条件下,得到铝合金的激光能量烧蚀阈值为48μJ,等效的能量密度烧蚀阈值为9.8J/cm2。该技术是一种新的激光烧蚀阈值的光谱测量手段,与传统的测量技术相比,具有高灵敏、准确、快捷和便利的特点,可以用于不同材料的激光烧蚀阈值的准确测量。 展开更多
关键词 激光诱导击穿光谱 激光烧蚀阈值 阈值测量
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金属表面形貌对真空击穿阈值的影响 被引量：1
20
作者 胡祥刚 宋玮 +8 位作者 向导 朱晓欣 李小泽 谭维兵 张立刚 沈志远 程攀伦 宁齐 梁旭 《太赫兹科学与电子信息学报》 北大核心 2019年第1期174-178,共5页
探索提高真空击穿阈值的方法,对脉冲功率技术的发展和应用具有重要意义。在金属表面电子发射理论分析的基础上,采用有限元法计算电极表面电场随二极管电压的变化规律,设计实验系统,并开展实验研究。实验对比钛合金TC4阴极在不同表面粗... 探索提高真空击穿阈值的方法,对脉冲功率技术的发展和应用具有重要意义。在金属表面电子发射理论分析的基础上,采用有限元法计算电极表面电场随二极管电压的变化规律,设计实验系统,并开展实验研究。实验对比钛合金TC4阴极在不同表面粗糙度下真空击穿阈值,实验表明,当阴极表面粗糙度(轮廓最大高度R_z)分别为26.13 m,10.41 m,6.75 m,1.12 m,0.13 m时,击穿阈值分别为306 kV/cm,345 kV/cm,358 kV/cm,392 kV/cm,428 kV/cm。当R_z由26.13 m减小至0.13 m时,击穿阈值提高39%。金属表面击穿阈值随R_z减小而提高,减小金属表面的R_z,是提高真空击穿阈值的有效方法。 展开更多
关键词 场致爆炸电子发射 表面粗糙度 真空击穿阈值
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