陰極斑點的尺寸效應及其數值模擬.pdf

1、陰極斑點的大小及分布特征對電極材料的電子發(fā)射性能及耐燒蝕性能有著至關重要的影響，因此研究陰極斑點的形成過程和影響因素，對于研究和開發(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對陰極斑點的形成機制進行了數值模擬。首先，以W-ThO2電極材料為例，建立有限元模型，對陰極斑點的形成過程進行數值模擬，然后驗證陰極的尺寸效應。數值模擬結果表明，陰極斑點的幾何特征和分布完全由ThO2的大小和形貌來決定；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。最后將該數值模擬計算方法應用于W-La2O3電極和W-ceO2電極，數值模擬結果較為真實地反映了它們作為電極材料所表現出的各自的優(yōu)越性。 通過觀察模擬結果還發(fā)現，陰極斑點表面的溫度低于陰極斑點內部溫度，從而驗證了陰極斑點的“爆炸模型”，模擬結果與實驗結果完全一致，表明該建模技術和模擬方法應用于陰極斑點形成過程的研究的合理性和正確性，較好地改進了研究電極材料的方法，為改善電極材料產品性能提供