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真空弧放电TiH合金阴极表面形貌分析

董攀 李杰 郑乐 刘飞翔 龙继东 石金水

董攀, 李杰, 郑乐, 等. 真空弧放电TiH合金阴极表面形貌分析[J]. 强激光与粒子束, 2018, 30: 014001. doi: 10.11884/HPLPB201830.170356
引用本文: 董攀, 李杰, 郑乐, 等. 真空弧放电TiH合金阴极表面形貌分析[J]. 强激光与粒子束, 2018, 30: 014001. doi: 10.11884/HPLPB201830.170356
Dong Pan, Li Jie, Zheng Le, et al. Surface morphology analysis of TiH cathode in vacuum arc discharge[J]. High Power Laser and Particle Beams, 2018, 30: 014001. doi: 10.11884/HPLPB201830.170356
Citation: Dong Pan, Li Jie, Zheng Le, et al. Surface morphology analysis of TiH cathode in vacuum arc discharge[J]. High Power Laser and Particle Beams, 2018, 30: 014001. doi: 10.11884/HPLPB201830.170356

真空弧放电TiH合金阴极表面形貌分析

doi: 10.11884/HPLPB201830.170356
基金项目: 

国家自然科学基金项目 11405165

国家自然科学基金项目 11705181

详细信息
    作者简介:

    董攀(1983-), 男,助理研究员,从事离子源及等离子体诊断研究;panner95@163.com

  • 中图分类号: O461.22

Surface morphology analysis of TiH cathode in vacuum arc discharge

  • 摘要: TiH合金电极是一种含氢量非常高的金属材料,用它作真空弧离子源的电极,可在真空环境下产生强度非常高的氢离子流。相比纯金属材料电极,TiH电极除了出现真空弧放电特有的融蚀现象外,还存在气体释放过程,所以它的表面形貌具有一定的独特性。利用扫描电子显微镜观察了单次放电和多次放电后阴极表面形貌,发现阴极斑在阴极表面微裂纹附近连续分布,气体释放生成很多小孔,使阴极斑区域呈絮状结构;弧流越大,阴极斑数量越多;多次放电后,阴极斑朝含氢量多的地方移动。该结果有助于了解含氢电极的真空弧放电过程,对该类放电的应用具有一定参考意义。
  • 图  1  真空弧放电实验装置

    Figure  1.  Experiment setup of vacuum arc discharge

    图  2  阴极斑位置

    Figure  2.  Cathode spot positions

    图  3  阴极斑显微结构

    Figure  3.  Microstructure of cathode spot

    图  4  不同弧流下阴极斑表面分布

    Figure  4.  Surface distribution of cathode spot under different current

    图  5  多次放电后累计效应

    Figure  5.  Accumulative effect after repeated discharges

  • [1] MacGill R A, Dickinson M R, Brown I G. Vacuum arc ion sources: Micro to macro[J]. Rev Sci Instrum, 1996, 67(3): 1210-1212. doi: 10.1063/1.1146734
    [2] Ying J J, Xiao X H, Dai Z G, et al. Synthesis of graphene by MEVVA source ion implantation[J]. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 2013, 305: 29-32. doi: 10.1016/j.nimb.2013.04.044
    [3] 米夏兹. 真空放电物理和高功率脉冲技术[M]. 北京: 国防工业出版社, 2007.

    Mesyats G A. Vacuum discharge physics and high power pulse technology. Beijing: National Defense Industry Press, 2007
    [4] Anders A. Cathodic arcs[M]. New York: Springer Science, 2008.
    [5] 拉弗蒂J M. 真空电弧理论和应用[M]. 北京: 机械工业出版社, 1985.

    Lafferty J M. Vacuum arc theory and application. Beijing: China Machine Press, 1985
    [6] 唐建, 卢彪, 伍春雷, 等. 条纹相机在真空弧离子源等离子体诊断中的应用[J]. 强激光与粒子束, 2015, 27: 084001. doi: 10.11884/HPLPB201527.084001

    Tang Jian, Lu Biao, Wu Chunlei, et al. Application of a streak camera to diagnosis of plasma in vacuum arc ion source. High Power Laser and Particle Beams, 2015, 27: 084001 doi: 10.11884/HPLPB201527.084001
    [7] Shkol'nik S M. Arc discharges with gas-impregnated cathodes in vacuum[J]. IEEE Trans Plasma Sci, 2001, 29(5): 675-683. https://ieeexplore.ieee.org/document/964453/
    [8] Barengolts S A, Karnaukhov D Y, Nikolaev A G, et al. Generation of hydrogen isotope ions in a vacuum arc discharge with a composite zirconium deuteride cathode[J]. Technical Physics, 2015, 60(7): 989-999. doi: 10.1134/S1063784215070051
    [9] 陈磊, 金大志, 程亮, 等. 含氢电极脉冲放电等离子体特性诊断[J]. 强激光与粒子束, 2011, 23(5): 1361-1364. http://www.hplpb.com.cn/article/id/5198

    Chen Lei, Jin Dazhi, Cheng Liang, et al. Diagnosis of plasmas generated by pulsed vacuum arc discharge at hydrogen impregnated electrodes. High Power Laser and Particle Beams, 2011, 23(5): 1361-1364 http://www.hplpb.com.cn/article/id/5198
    [10] Brown I G. Vacuum arc ion sources[J]. Rev Sci Instrum, 1994, 65(10): 3061-3081. doi: 10.1063/1.1144756
    [11] Lan Chaohui, Long Jidong, Zheng Le, et al. Mode transition of vacuum arc discharge and its effect on ion current[J]. Chin Phys Lett, 2014, 31: 105202.
    [12] 胡子龙. 贮氢材料[M]. 北京: 化学工业出版社, 2002.

    Hu Zilong. Hydrogen storage material. Beijing: Chemical Industry Press, 2002
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出版历程
  • 收稿日期:  2017-09-06
  • 修回日期:  2017-10-12
  • 刊出日期:  2018-01-15

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