陰極斑點(diǎn)的尺寸效應(yīng)及其數(shù)值模擬.pdf

1、陰極斑點(diǎn)的大小及分布特征對(duì)電極材料的電子發(fā)射性能及耐燒蝕性能有著至關(guān)重要的影響，因此研究陰極斑點(diǎn)的形成過(guò)程和影響因素，對(duì)于研究和開發(fā)新型電極材料具有重要意義。 本文利用有限元分析軟件ANSYS對(duì)陰極斑點(diǎn)的形成機(jī)制進(jìn)行了數(shù)值模擬。首先，以W-ThO2電極材料為例，建立有限元模型，對(duì)陰極斑點(diǎn)的形成過(guò)程進(jìn)行數(shù)值模擬，然后驗(yàn)證陰極的尺寸效應(yīng)。數(shù)值模擬結(jié)果表明，陰極斑點(diǎn)的幾何特征和分布完全由ThO2的大小和形貌來(lái)決定；隨著ThO2尺寸的減

2、小，陰極材料的電子發(fā)射能力得到顯著提高。最后將該數(shù)值模擬計(jì)算方法應(yīng)用于W-La2O3電極和W-ceO2電極，數(shù)值模擬結(jié)果較為真實(shí)地反映了它們作為電極材料所表現(xiàn)出的各自的優(yōu)越性。 通過(guò)觀察模擬結(jié)果還發(fā)現(xiàn)，陰極斑點(diǎn)表面的溫度低于陰極斑點(diǎn)內(nèi)部溫度，從而驗(yàn)證了陰極斑點(diǎn)的“爆炸模型”，模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果完全一致，表明該建模技術(shù)和模擬方法應(yīng)用于陰極斑點(diǎn)形成過(guò)程的研究的合理性和正確性，較好地改進(jìn)了研究電極材料的方法，為改善電極材料產(chǎn)品性能提供