导读:本文包含了空心阴极等离子论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译，主要关键词:阴极,等离子体,离子,渗碳,推力,特性,磨损。
空心阴极等离子论文文献综述
董志宏,亢红伟,张炜,谢玉江,彭晓[1]（2019）在《空心阴极放电辅助等离子体化学热处理》一文中研究指出离子渗氮/渗碳是提高金属材料表面硬度和耐磨性能的一种常用化学热处理技术,与气体渗氮/渗碳相比更高效、环保。近年来,在离子渗氮过程中引入空心阴极放电(Hollow cathode discharge-HCD)可进一步提高渗氮效率。HCD是一种增强的气体辉光放电现象,可将辉光放电等离子体的密度提高2-3个数量级。离子渗氮过程中,HCD一般通过独立HCD装置(如空心阴极放电管或活性屏)或辅助阴极等方式引入。本文利用一平行于被渗金属表面的辅助阴极将HCD引入离子渗氮及离子渗碳过程,研究了渗层显微组织随HCD条件的演化及其对显微硬度和耐磨性能的影响。在合适的辅助阴极与样品之间间距条件下,HCD可显着提高被渗金属表面附近的氮势或碳势,增加渗氮或渗碳动力学。如,130 Pa混合气Ar+10%C3H8条件下,12CrNi2合金钢的渗碳层厚度由无HCD辅助时的1300 m显着增加到HCD辅助时的1800m,提高38%;摩擦系数则由0.56降低到0.45。在Cr12MoV合金钢的离子渗氮过程中发现,HCD-Fe2-3N)的形成。研究还发现,改变辅助阴极与样品之间的间距可调控气氛氮势,进而控制渗氮层的显微组织和性能,且存在临界间距可获得最佳的强化效果。(本文来源于《第十届全国腐蚀大会摘要集》期刊2019-10-24）
孙明明,宋嘉尧,张天平,杨威,龙建飞[2]（2018）在《20A发射电流空心阴极小孔区等离子体特性研究》一文中研究指出为了获得30cm口径离子推力器20A额定发射电流空心阴极工作时小孔区的等离子体特性参数,并验证现有阴极小孔结构设计下的阴极电流发射能力,采用数值模拟及有限元分析方法研究了空心阴极小孔区的等离子体特性参数。结果显示:空心阴极小孔区的中性原子密度基本在4×10~(21)~6×10~(21)/m~3,分布较为均匀且越靠近小孔出口区域的原子密度越低;当阴极发射体温度为1800K时,采用等离子体零维扩散模型得到阴极小孔区轴向平均电子温度约为2.66e V,且靠近阴极顶小孔出口方向电子温度相对较高,从小孔区入口至出口电子温度增幅在1~2e V;通过离子连续性方程得到阴极孔区内,等离子体密度约在1×10~(21)~1.4×10~(21)/m~3,靠近出口处的等离子体密度降低较为明显;通过电子连续性方程,得到小孔区入口处的电子电流约为7.2A,而出口处的电子电流约为11.6A,与性能测试试验结果一致,电子电流增益系数约60%;离子电流密度峰值约为6.16×106A/m~2,出现在距离小孔入口约0.5mm处。通过理论分析认为,阴极孔区的腐蚀特点是靠近出口处的直径在离子腐蚀作用下不断地扩张,并在扩张到一定程度后,孔区出口处被腐蚀后的直径将不会再发生变化,理论分析腐蚀趋势与兰州空间技术物理研究所研制的LHC-5阴极小孔区寿命试验腐蚀情况基本一致。(本文来源于《推进技术》期刊2018年02期）
王进,郭宁,谷增杰,丁继[3]（2017）在《空心阴极等离子体与热耦合模型研究进展》一文中研究指出空心阴极作为高效率的宇航级电子源,被广泛应用于空间电推进系统和航天器主动电位控制系统。研究空心阴极等离子特性与热特性的耦合过程,对于提高空心阴极效率和延长其寿命具有重要意义。通过分析空心阴极等离子体与热耦合模型和空心阴极参数测量方法的特点,建议先研究空心阴极零维等离子体与热耦合模型,初步满足空心阴极研制的仿真分析需求,再发展空心阴极二维等离子体与热耦合模型,逐步提高空心阴极仿真分析水平。(本文来源于《真空与低温》期刊2017年06期）
孙明明,张天平,龙建飞[4]（2017）在《30cm离子推力器空心阴极发射体区等离子体特性研究》一文中研究指出为了获得30cm口径离子推力器20A额定发射电流空心阴极的稳态工作性能参数并验证现有发射体结构设计的合理性,采用数值模拟及有限元分析方法研究了空心阴极发射体区的等离子体特性参数。结果显示:空心阴极发射体区的压强基本在115~150Pa内,并且中间区域的Xe气压强较高;当阴极发射体温度为1570℃时,根据一维热传导方程得到发射体热损为10.26W;发射电流为15A时,电子温度在1.5~1.7e V内,且沿轴线方向靠近阴极顶小孔的电子温度较高,而将15A发射电流作为空心阴极的工作点是较为合适的选择;数值计算得到发射体区平均电子电流密度约为1.3×105A/m2,发射体内表面面积预估为1.5cm~2,内径建议在?2~2.5mm内,采用该尺寸发射体的空心阴极通过电流发射能力试验证明其最大发射电流在19~20A内,现有发射体尺寸设计满足20A发射电流需求;发射体区中间区域离子电流密度峰值约为8.5×10~5A/m~2,应重点关注发射体中间区域的厚度设计以及离子溅射腐蚀速率。(本文来源于《推进技术》期刊2017年12期）
王恩波[5]（2017）在《40Cr空心阴极辅助等离子渗氮研究》一文中研究指出低合金钢具有高强度、高韧性、成本较低等优点广泛应用于化工、船舶、航天等领域,但其表面硬度低、耐磨耐蚀性差的特点使其应用受到了一定的限制。等离子氮化是目前应用比较广泛的材料表面改性技术之一。氮化处理后在合金钢的表面生成一层氮化层,使其硬度、耐磨性显着提高。传统的等离子氮化工作压力一般在300~1000 Pa,受气体放电特性和电场效应的影响,常出现边缘效应,渗层均匀性差等问题。氮化气氛通常为单一的氨气或者氮气与氢气的混合,但其氮化物的耐磨耐蚀性能很难满足一些特定环境的要求。利用实验室自制的等离子渗氮设备对合金钢进行等离子氮化处理。采用不同直径的双层薄筒作为空心阴极,空心阴极放电使气体电离产生高活性的氮离子,同时空心阴极电极还可作为高效热源辐射加热样品。本文选用40Cr低合金钢作为研究材料,研究了低压、氮气与氨气比例、温度、时间等影响因素对氮化过程的影响。利用金相显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、显微硬度计(MVHT)、X射线衍射仪(XRD)和电化学工作站等测试仪器,对改性后的合金钢表面的渗层厚度、显微硬度、相结构等进行了测试,并对其耐磨耐蚀性能进行分析。结果表明,在低压下进行等离子氮化的样品性能能够达到与在传统压力下等离子氮化几乎相近的性能,从而达到了节约能源,减少排放的效果。不同NH3/N2比例对等离子氮化样品的化合物层厚度,硬度,相组成,耐磨耐蚀性能有着重要的影响。在NH3/N2 =1:4下,氮化样品具有最厚的化合物层厚度(12 μm),最大表面硬度大约980HV0.1,与氨气作为氮化气体的氮化样品相比,最大的表面硬度提高了 0.3倍,化合物层厚度提高了 2.2倍,并且耐磨耐蚀性能显着提高。同时,提高氮化的温度或者延长氮化的时间均有利于氮化过程的进行。(本文来源于《大连海事大学》期刊2017-09-01）
张尊,谢侃,秦宇,欧阳吉庭[6]（2017）在《空心阴极近场羽流等离子体特性研究》一文中研究指出本文使用CCD快速相机、Langmuir探针、发射探针,对空心阴极近场(r=0-75 mm,z=0-150 mm)的放电等离子体特性进行了研究。通过CCD相机获得了等离子体的羽流等离子体分布形状、生长过程;通过Langmuir探针获得了等离子体的电子温度、离子浓度、空间电位、悬浮电位、电子能量的空间分布特性;通过发射探针获得了等离子体空间电位振荡的时域和频域特性,并在不同的工况条件下获得了等离子体电位振荡随放电电流、流量的变化规律。(本文来源于《第十八届全国等离子体科学技术会议摘要集》期刊2017-07-26）
司新路[7]（2017）在《基于空心阴极的高密度等离子体源的实验研究》一文中研究指出为了提高放电等离子体的电子密度,使之在孔外产生等离子体柱(幕),使其更好的应用于生产的各个领域,我们通过实验的方法对氩气环境中直流驱动下在增强型空心阴极放电模式中孔深对孔外电子密度的影响做了分析。实验测量了不同条件下的放电的伏安特性曲线、相同磁场不同气压下电子密度随着电压的变化、以及使用了不同孔深(2、3、5、7mm)相同孔径(10mm)空心阴极做对比。结果表明,在V-I图像中都是经过一段负阻区后放电电流突然变大,并且电流随着电压的上升而上升证明已经达到了增强型空心阴极放电模式并且出现延伸的负辉区。另外,在磁场(约为180-220GS)的限制条件下,气压从0.12-0.5torr逐渐升高时从阴极推出的负辉区部分逐渐缩短,但是同时电流也逐渐变大,密度也逐渐增加并且放电开始出现不稳定的电压值降低。另外,在相同磁场、气压、电压条件下电极深度越深,并且随着孔深的加深孔外的负辉区亮度逐渐减小,同时孔外密度也逐渐降低。在孔深为2-3mm是负辉区的电子密度最大约为1.1×10~(11)cm~(-3),当孔深加深时密度逐渐转变为一般的直流放电。出现此结果表明当空心阴极的孔深较深时,经过电场加速后获得能量的高能电子在孔内部的负辉区中参与大量的碰撞和激发,致使大量的能量都消耗在孔内部;而对于孔深较浅的空心阴极在孔内部经过短暂碰撞电离之后再在电场与磁场的作用下做拉莫尔运动,增加了外部负辉区的密度,从而使等离子体的密度升高。(本文来源于《第十八届全国等离子体科学技术会议摘要集》期刊2017-07-26）
杨浩[8]（2017）在《空心阴极辅助等离子渗氮后氧化复合工艺研究》一文中研究指出等离子渗氮处理可以提高结构钢硬度、耐磨性以及耐蚀性,然而,在等离子渗氮基础上进行后氧化处理,可以进一步对耐蚀性和减磨性进行提高,这主要归功于在氮化层上形成的Fe3O4氧化物,Fe3O4结构致密,具有较低的摩擦系数及化学稳定性,改善了渗氮件抗磨损性能和抗腐蚀性能,因此在生成单一的Fe3O4相的同时能够避免Fe2O3的产生是后氧化技术的关键。本实验在自制的空心阴极辅助等离子渗氮炉中对40Cr钢进行离子渗氮后氧化复合处理,在离子渗氮部分采用相同的工艺,在后氧化处理部分采用不同工艺参数进行后氧化处理,通过改变后氧化工艺参数的温度、气氛、时间以探究后氧化过程及其机理。利用金相显微镜、X射线衍射分析、扫描电子显微镜、显微硬度计、激光共聚焦显微分析、电化学测试工作站等测试仪器,对复合处理后的40Cr钢渗层厚度、相结构及显微硬度进行测定,并对其耐腐蚀性、耐磨性进行综合评价分析。研究发现,40Cr钢离子渗氮后氧化复合处理后可获得氧化层+化合物层+扩散层的复合渗层,氧化层厚度约0.7-1.9μm,该氧化层由Fe3O4和Fe2O3组成,且两种氧化物含量比值由后氧化工艺参数决定,过量的氧含量和较高的温度下,氧化层中会有Fe2O3出现;经过后氧化处理,表面显微硬度降低,但扩散层深度有所增加。在02.NH3=1:3,450℃,60min后氧化工艺条件下生成了最大含量的单一的Fe3O4相,此时,耐磨性能和耐蚀性能最佳。此外,还结合本文已研究的结果,探究了使用空气替代氧气进行后氧化处理的可行性,结果表明:空气取代氧气作为后氧化气氛进行后氧化处理,air:NH3 =9.2:1,450℃,60min后氧化工艺条件下的结果与02:NH3=1:3,450℃,60min工艺条件下的无明显差别。(本文来源于《大连海事大学》期刊2017-06-01）
高瑞林[9]（2017）在《同轴网格空心阴极等离子体诊断及微波传输特性研究》一文中研究指出近些年,电磁波与等离子体相互作用因其在火箭尾焰微波衰减、再入飞行器通信、等离子体微波诊断等领域的应用而受到广泛关注。针对电磁波和等离子体相互作用的地面实验研究具有成本低,可重复,状态可调等特点,逐渐受到重视,这些实验研究能够为理论模型的验证提供有力依据。而电磁波与等离子体相互作用的理论框架构建已日臻完善,大量的数值模拟工作被报道,但有关电磁波与等离子体的相互作用的实验研究相对较少。基于此,本课题通过设计并搭建较大尺寸的同轴网格空心阴极放电等离子体系统,建立了电磁波在该等离子中的传输模型,配合微波传输系统,研究了电磁波在不同等离子体环境中传输特性,并利用电磁波经过等离子体后相位和振幅的变化对等离子体进行诊断,提出了一种用于等离子体的多诊断方法。本论文首先设计并搭建一种新型的空心阴极放电等离子体装置,利用同轴网格电极产生大尺寸密度均匀的弱电离碰撞等离子体,整个等离子体系统包含进气系统、真空系统、中频交流电源系统以及Langmuir探针诊断系统。研究了整个系统的工作模式,不同气氛的工作状态并利用系统自带的Langmuir探针测试了等离子体的基本参数,并与光谱诊断方法进行对比,提出了一种有关等离子体的多诊断方法,为电磁波和等离子体相互作用相关研究奠定了实验基础。理论研究了同轴网格空心阴极等离子体电磁波传输特性,分析了同轴网格空心阴极放电等离子体的基本特征,建立了电磁波与等离子体相互作用的传输模型,利用电磁场的时域有限差分(FDTD)的方法,研究了等离子体电子密度、等离子体碰撞频率以及等离子体的尺寸对电磁波传输特性的影响,阐释了电磁波与等离子体相互作用的物理机制,为电磁波和等离子体相互作用的实验研究提供理论指导。设计并搭建了宽频微波传输系统,利用同轴网格空心阴极放电装置,对电磁波在空心阴极等离子体中传输展开了实验研究。针对不同放电功率和放电压强下的电磁波透射系数进行实验测量,分析了在限定等离子体体积的前提下,电磁波传输特性的影响因素,并与理论计算模型相互比较,证明电磁波在等离子体中传输与电子密度和碰撞频率有直接关系;同时,针对不同等离子体放电条件下电磁波传输的相位变化进行研究,证明等离子体的电子密度和碰撞频率在影响电磁波透射相位变化中起到决定性作用。最后,研究了微波经过等离子体后的透射衰减和相位变化,提出了一种可用于同轴网格空心阴极放电等离子体的微波诊断方法,测试了不同放电条件下电磁波在等离子体中传输的透射衰减和相位变化规律,对等离子体基本参数(电子密度、电子温度)进行诊断,并与Langmuir探针诊断方法进行对比,证明了微波诊断的准确性,完善了等离子体的多诊断方法。(本文来源于《哈尔滨工业大学》期刊2017-05-01）
王汉[10]（2017）在《空心阴极等离子体源渗碳AISI 304L奥氏体不锈钢工艺研究》一文中研究指出本文采用叁种工艺在温度450℃、气压300 Pa、试样处于阴极电位的条件下,对AISI304L奥氏体不锈钢进行空心阴极等离子体源渗碳处理,获得无碳化物析出的γC相渗碳层。L_1工艺:使用筒壁具有通孔的石墨屏,在CH4、H2混合气氛中空心阴极等离子体源渗碳;L_2工艺:在通孔中嵌入不锈钢套管,在CH4、H2混合气氛中空心阴极等离子体源渗碳;L_3工艺:使用无不锈钢套管的石墨屏,在纯H2气氛下空心阴极等离子体源渗碳。使用金相显微镜、电子探针显微分析仪、X射线衍射仪观察和测定了不同工艺下获得的渗碳层的金相组织、碳浓度-深度分布和相结构,使用X射线光电子能谱分析技术研究了渗碳层中过饱和碳的存在形式,使用维氏显微硬度计、表面轮廓仪、球-盘式磨损仪检测和分析了不同工艺下所获得渗碳层的硬度梯度、表面粗糙度和耐磨性能。L_1工艺处理得到的渗碳层厚度为8mm,表面显微硬度为HV0.25N 5.7 GPa,硬度梯度平缓;L_2工艺处理得到的渗碳层厚度为17mm,表面显微硬度为HV0.25 N 10.3 GPa,硬度梯度平缓;L_3工艺处理得到的渗碳层厚度为6mm,表面显微硬度为HV0.25 N 8.2 GPa,硬度梯度较陡。X射线光电子能谱分析表明,γC相渗碳层中的过饱和碳以C-Cr键结合的CrCx和C-Fe键结合的FeCx的形式存在。在载荷2 N,磨速0.16 m/s的条件下,以Si3N4陶瓷球作为对磨副与试样对磨。L_1、L_3工艺处理获得的渗碳层,磨痕均呈现以磨粒磨损为主的磨损特征;L_2工艺处理获得的渗碳层,磨痕呈现以氧化磨损为主的磨损特征。L_1、L_2、L_3叁种工艺处理获得的渗碳层的比磨损率分别为1.34×10-6 mm3/N·m、1.08×10-6 mm3/N·m、1.13×10-6 mm3/N·m,是原始AISI 304L奥氏体不锈钢的1/7~1/5。叁种工艺处理所得渗碳层的耐磨性能较原始AISI 304L奥氏体不锈钢均有了大幅提高。(本文来源于《大连理工大学》期刊2017-05-01）
空心阴极等离子论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
为了获得30cm口径离子推力器20A额定发射电流空心阴极工作时小孔区的等离子体特性参数,并验证现有阴极小孔结构设计下的阴极电流发射能力,采用数值模拟及有限元分析方法研究了空心阴极小孔区的等离子体特性参数。结果显示:空心阴极小孔区的中性原子密度基本在4×10~(21)~6×10~(21)/m~3,分布较为均匀且越靠近小孔出口区域的原子密度越低;当阴极发射体温度为1800K时,采用等离子体零维扩散模型得到阴极小孔区轴向平均电子温度约为2.66e V,且靠近阴极顶小孔出口方向电子温度相对较高,从小孔区入口至出口电子温度增幅在1~2e V;通过离子连续性方程得到阴极孔区内,等离子体密度约在1×10~(21)~1.4×10~(21)/m~3,靠近出口处的等离子体密度降低较为明显;通过电子连续性方程,得到小孔区入口处的电子电流约为7.2A,而出口处的电子电流约为11.6A,与性能测试试验结果一致,电子电流增益系数约60%;离子电流密度峰值约为6.16×106A/m~2,出现在距离小孔入口约0.5mm处。通过理论分析认为,阴极孔区的腐蚀特点是靠近出口处的直径在离子腐蚀作用下不断地扩张,并在扩张到一定程度后,孔区出口处被腐蚀后的直径将不会再发生变化,理论分析腐蚀趋势与兰州空间技术物理研究所研制的LHC-5阴极小孔区寿命试验腐蚀情况基本一致。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
空心阴极等离子论文参考文献
[1].董志宏,亢红伟,张炜,谢玉江,彭晓.空心阴极放电辅助等离子体化学热处理[C].第十届全国腐蚀大会摘要集.2019
[2].孙明明,宋嘉尧,张天平,杨威,龙建飞.20A发射电流空心阴极小孔区等离子体特性研究[J].推进技术.2018
[3].王进,郭宁,谷增杰,丁继.空心阴极等离子体与热耦合模型研究进展[J].真空与低温.2017
[4].孙明明,张天平,龙建飞.30cm离子推力器空心阴极发射体区等离子体特性研究[J].推进技术.2017
[5].王恩波.40Cr空心阴极辅助等离子渗氮研究[D].大连海事大学.2017
[6].张尊,谢侃,秦宇,欧阳吉庭.空心阴极近场羽流等离子体特性研究[C].第十八届全国等离子体科学技术会议摘要集.2017
[7].司新路.基于空心阴极的高密度等离子体源的实验研究[C].第十八届全国等离子体科学技术会议摘要集.2017
[8].杨浩.空心阴极辅助等离子渗氮后氧化复合工艺研究[D].大连海事大学.2017
[9].高瑞林.同轴网格空心阴极等离子体诊断及微波传输特性研究[D].哈尔滨工业大学.2017
[10].王汉.空心阴极等离子体源渗碳AISI304L奥氏体不锈钢工艺研究[D].大连理工大学.2017
论文知识图
