陰極斑點的尺寸效應(yīng)及其數(shù)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(guān)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(shù)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(shù)值模擬，然后驗證陰極的尺寸效應(yīng)。數(shù)值模擬結(jié)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(shù)值模擬計算方法應(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。 通過觀察模擬結(jié)果還發(fā)現(xiàn)，陰極斑點表面的溫度低于陰極斑點內(nèi)部溫度，從而驗證了陰極斑點的“爆炸模型”，模擬結(jié)果與實驗結(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(chǎn)品性能提供