【摘要】：強流電子束具有功率大、能量利用率高、加熱和冷卻速度快、參數(shù)易于調節(jié)等技術特點,已廣泛應用于材料表面改性。通過強流電子束作用在材料表面時發(fā)生的撞擊、濺射以及注入等效應,使得經強流電子束處理后的材料表面得到凈化,綜合性能得到提升。然而,當前用于材料表現(xiàn)改性的強流電子束具有一定的局限性。如透入深度太淺、故障率高、電子束能量分布不均勻等方面,因此對強流電子束的研究意義重大。當前已經投入使用的強流電子束設備,如俄羅斯西北利亞強流研究所開發(fā)出的6cm大束斑強流電子束的加速電壓最大僅30kV,對普通鋼材的表面處理透入深度僅數(shù)微米。因此,研究設計出透入深度更深、穩(wěn)定性更好的強流電子束設備具有極大的實用價值。首先,針對當前用于材料表面改性的強流電子束的不足,本文采用陡化前沿Marx發(fā)生器直接驅動陰極二極管的方法作為陰極強流電子束發(fā)生裝置。這種方法利用陡化前沿Marx發(fā)生器輸出電壓高、體積小等特點,提高了強流電子束陰極的加速電壓,以達到增強透入深度的目的。通過對Marx發(fā)生器進行了理論分析,分析其作為強流電子束陰極的可能性。其次,對強流電子束系統(tǒng)進行整體設計,其中包括陰極放電模塊、真空模塊、磁場脈沖發(fā)生模塊、陽極潘寧放電模塊、控制模塊5個部分。在這些設計中,采用陡化前沿Marx發(fā)生器及可控脈沖驅動器做為強流電子束的陰極放電模塊,并針對已有真空二極管套管的結構進行了優(yōu)化。磁場與陽極分別采用1.8~1.9kV和5kV的脈沖電壓作為供電電源�？刂颇K則采用S7-200系列PLC進行控制,可達到所需的脈沖時序要求。最后,對陡化前沿Marx發(fā)生器及其脈沖驅動進行Pspice全電路仿真,分析其內部參數(shù)對輸出電壓的影響規(guī)律,從而進一步驗證陡化前沿Marx發(fā)生器作為強流電子束陰極的可行性及其脈沖驅動的可靠性。搭建初步的實驗平臺,對其脈沖驅動進行了實驗驗證,并發(fā)現(xiàn)當前系統(tǒng)設計中存在的問題,為進一步完善系統(tǒng)結構打下了基礎。
【學位授予單位】：重慶理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TN101;TB30

【參考文獻】

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1 郝勝智;趙麗敏;王慧慧;張艷龍;;強流脈沖電子束FV520B鋼表面改性組織及耐腐蝕性能[J];真空科學與技術學報;2015年12期

2 李孜;趙旭;;小型脈沖功率發(fā)生系統(tǒng)的設計[J];電源技術;2014年12期

3 宋小放;周志明;王祥;范紅山;張寶亮;;強流脈沖電子束表面改性1.2344鋼的顯微組織和性能[J];表面技術;2014年06期

4 郝勝智;李向南;;大口徑脈沖潘寧放電裝置設計及實驗研究[J];真空科學與技術學報;2014年04期

5 李鋒;蘇江濱;李論雄;;聚焦電子束輻照誘導單晶Si納米線的選擇性非晶化和新型同軸結構的形成[J];功能材料;2014年03期

6 殷勇;劉海敬;陳玲;王彬;李海龍;蒙林;;高電流密度實心電子束均勻磁場聚焦電子槍的設計[J];真空科學與技術學報;2014年02期

7 甘延青;宋法倫;卓婷婷;張勇;秦風;龔海濤;金曉;;緊湊型重復頻率快前沿Marx發(fā)生器研究[J];強激光與粒子束;2013年S1期

8 謝召醒;喬雙;;軸對稱電場中氘離子運動軌跡的仿真研究[J];東北師大學報(自然科學版);2013年01期

9 徐濱士;譚俊;陳建敏;;表面工程領域科學技術發(fā)展[J];中國表面工程;2011年02期

10 張軍良;李中奎;付潔;夏明星;殷濤;劉輝;;電子束懸浮熔煉鉬錸合金鑄錠的熱加工方法[J];中國鉬業(yè);2010年05期

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1 高景明;陡化前沿Marx發(fā)生器及其應用研究[D];國防科學技術大學;2009年

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1 鄭歡歡;鐵碳合金強流脈沖電子束表面合金化研究[D];江蘇大學;2017年

2 易

本文編號：2771069