考夫曼離子源等離子體模擬與結(jié)構(gòu)改進(jìn).pdf

1、考夫曼離子源以結(jié)構(gòu)簡單、工作參數(shù)大范圍可調(diào)等優(yōu)點(diǎn)廣泛應(yīng)用于材料改性技術(shù)中。在實(shí)際生產(chǎn)中，考夫曼離子源存在著這樣的問題:結(jié)構(gòu)簡單裝配容易的發(fā)散場離子源引出的束流均勻性差，而束流均勻性好的多極場離子源則結(jié)構(gòu)復(fù)雜、不易清洗等問題;另外，離子源工作時(shí)燈絲的溫度非常高，其產(chǎn)生的熱量會(huì)使磁鋼在較短時(shí)間內(nèi)達(dá)到居里點(diǎn)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大幅度下降，使放電變得非常不穩(wěn)定，連續(xù)工作時(shí)間難以保證，工作熱穩(wěn)定性差。針對以上問題，本文旨在探尋一種結(jié)構(gòu)簡單、束流均勻性好的

2、離子源，同時(shí)兼顧考慮熱穩(wěn)定性。
　　本文首先采用COMSOL Multiphysics軟件中的直流放電等離子體模塊、永久磁場模塊及外電路模塊對考夫曼離子源等離子體進(jìn)行模擬，得到結(jié)果與經(jīng)典理論及實(shí)驗(yàn)基本匹配，證明了利用COMSOL Multiphysics對離子源進(jìn)行模擬研究的合理性。
　　通過對現(xiàn)有的幾種離子源放電室結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行對比模擬，得到結(jié)論如下:隨著屏極相對陽極負(fù)壓增大，離子源所引出的離子束流也隨之增大，但屏極處離子密