超高／极高真空测量发展综述 被引量：19

1

作者 李得天 成永军 +3 位作者 冯焱 卢耀文 赵澜 徐婕 《真空科学与技术学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第5期522-530,共9页

本文回顾了近50多年来在超高/极高真空测量方面所取得的重要进展。内容包括热阴极电离规和冷阴极电离规的研究进展、新型室温电子源(如Spindt阴极和碳纳米管场发射阴极)和真空的激光电离测量技术在超高/极高真空测量中的应用、小型化超... 本文回顾了近50多年来在超高/极高真空测量方面所取得的重要进展。内容包括热阴极电离规和冷阴极电离规的研究进展、新型室温电子源(如Spindt阴极和碳纳米管场发射阴极)和真空的激光电离测量技术在超高/极高真空测量中的应用、小型化超高/极高真空电离规的发展以及我国在超高/极高真空测量方面的研究进展等,从中可对超高/极高真空测量的发展历史和现状有一个完整的了解。 展开更多

关键词 真空测量 电离规 X射线效应 电子激励脱附 场致发射 激光电离

下载PDF 职称材料

用于真空测量的场发射阴极制备及研究进展 被引量：11

2

作者 李得天 张虎忠 +1 位作者 冯焱 成永军 《真空与低温》 2013年第1期1-6,共6页

主要回顾了近半个世纪用于真空测量的多种场发射阴极,阐述其制备方法及应用现状,说明了各种阴极结构的特点,最后介绍了近几年场发射阴极制备研究的最新进展。新型场发射阴极,对于真空测量的未来发展具有重要的推动作用。

关键词 阴极 场发射 真空测量 电离规

下载PDF 职称材料

场发射冷阴极电离规的研究进展 被引量：8

3

作者 蔡敏 李得天 +1 位作者 成永军 常鹏 《真空科学与技术学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第6期732-738,共7页

碳纳米管冷阴极具有优异的场致电子发射特性,在电子源应用方面具有很好的前景,被认为是很有希望取代热阴极的材料之一。本文回顾了20多年来场发射冷阴极电离规的发展。内容包括微尖型场发射阴极电离规和碳纳米管场发射阴极电离规的发展... 碳纳米管冷阴极具有优异的场致电子发射特性,在电子源应用方面具有很好的前景,被认为是很有希望取代热阴极的材料之一。本文回顾了20多年来场发射冷阴极电离规的发展。内容包括微尖型场发射阴极电离规和碳纳米管场发射阴极电离规的发展,从中可以看出场发射电离规的现状和发展趋势。最后对碳纳米管超高/极高真空电离规的发展进行了展望。 展开更多

关键词 电离规 微尖阵列 碳纳米管 超高/极高真空

下载PDF 职称材料

碳纳米管阴极电离真空计研制及其性能研究 被引量：6

4

作者 张虎忠 成永军 +3 位作者 王永军 孙健 习振华 李得天 《真空与低温》 2017年第4期212-216,共5页

碳纳米管阴极电离真空计在超高/极高真空测量中具有广阔应用前景,基于碳纳米管阴极研制了测量范围10-9~10-4Pa的电离真空计,真空规管包括了碳纳米管阴极、门极、阳极、反射极和收集极,电路控制系统由高压电源、微弱离子流测量和控制电... 碳纳米管阴极电离真空计在超高/极高真空测量中具有广阔应用前景,基于碳纳米管阴极研制了测量范围10-9~10-4Pa的电离真空计,真空规管包括了碳纳米管阴极、门极、阳极、反射极和收集极,电路控制系统由高压电源、微弱离子流测量和控制电路组成。实验研究结果表明,不锈钢衬底上直接生长制备的碳纳米管阴极性能良好,开启场强和阈值场强分别为1.9 V/μm和3.9 V/μm,当阳极电流为42μA时,碳纳米管阴极电离真空计本底干扰可降低到1.81×10-9Pa。 展开更多

关键词 真空测量 电离真空计 碳纳米管阴极 场发射

下载PDF 职称材料

电离规的新进展 被引量：6

5

作者 李得天 成永军 +1 位作者 冯焱 蔡敏 《上海计量测试》 2012年第1期2-10,14,共10页

介绍了传统热阴极电离规和冷阴极电离规的发展历程和研究现状、新型场发射阴极(微尖型阴极和碳纳米管阴极)在电离规中的应用、小型化电离规的发展和国内在超高/极高真空电离规研究方面取得的成果和现状。重点回顾了碳纳米管阴极电离规... 介绍了传统热阴极电离规和冷阴极电离规的发展历程和研究现状、新型场发射阴极(微尖型阴极和碳纳米管阴极)在电离规中的应用、小型化电离规的发展和国内在超高/极高真空电离规研究方面取得的成果和现状。重点回顾了碳纳米管阴极电离规和小型化电离规在近年来取得的重大成就。由于碳纳米管具有长径比大、曲率半径小、机械特性强、导电性好和优异的场发射特性,使得其作为电离规阴极有望解决传统冷阴极电离规在低压下不能放电的困难和传统热阴极电离规的热出气效应,从而为极高真空测量提供一种解决途径。 展开更多

关键词 电离规 热阴极 冷阴极 发射阴极 交叉场

下载PDF 职称材料

电子轰击材料出气性能 被引量：6

6

作者 刘燕文 田宏 +4 位作者 朱虹 孟鸣凤 赵丽 李芬 谷兵 《真空科学与技术学报》 CSCD 北大核心 2017年第4期363-368,共6页

固体材料在大气中会溶解、吸附一些气体,当材料置于真空环境下,就会因气体解溶、解吸、电子轰击等而发生放气。电真空微波器件广泛应用于加速器、卫星通信、可控热核聚变、全球定位及未来军事前沿的高功率微波武器等方面,其制造过程中... 固体材料在大气中会溶解、吸附一些气体,当材料置于真空环境下,就会因气体解溶、解吸、电子轰击等而发生放气。电真空微波器件广泛应用于加速器、卫星通信、可控热核聚变、全球定位及未来军事前沿的高功率微波武器等方面,其制造过程中非常关键的步骤是真空获得。为提高微波电真空器件研制过程中的管内真空水平,本文研制了高精度真空材料放气测试装置。系统采用小孔流导法测试出气率,极限真空低于5.0×10^(-7)Pa。利用本装置进行了电子轰击材料出气的试验研究。实验表明无氧铜在脉冲电子束轰击下出气速率与电压、频率、脉宽成正比;电子轰击的材料暴露大气后,在电子束轰击下出气速率在短时间内迅速降低到以前的放气率水平。采用四级质谱仪对电子轰击时真空室内的残余气体成分进行了分析,其主要成分为H_2(2),其它成份依次为H_2O(18),N_2(28),和CO_2(44)。对电子轰击材料出气机理进行了分析。金属电离规管进行的电子轰击除气实验研究也证明了这些实验结果。因此利用热阴极或电子枪作为电子发射源,对微波电真空器件收集极、阳极等金属材料进行电子轰击除气,将是制造长寿命高可靠微波电真空器件所必要且可行的方法。 展开更多

关键词 微波真空电子器件 电子轰击 材料出气 放气速率 电离规管

下载PDF 职称材料

一种精确计算电离规灵敏度的模拟方法 被引量：4

7

作者 魏建平 李得天 +4 位作者 成永军 侯颖杰 葛金国 姚鹏 张虎忠 《真空科学与技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第3期170-177,共8页

对电离规灵敏度进行模拟计算是预测和优化其性能的关键。提出了一种基于离散电子轨迹片段的离散化方法,用于精确计算理论灵敏度。将考虑边界条件变化的电离规工作过程的基本理论模型表示为由许多离散片段组成的时间线性电子轨道。在每... 对电离规灵敏度进行模拟计算是预测和优化其性能的关键。提出了一种基于离散电子轨迹片段的离散化方法,用于精确计算理论灵敏度。将考虑边界条件变化的电离规工作过程的基本理论模型表示为由许多离散片段组成的时间线性电子轨道。在每个微小的时间间隔内,通过构造有效电离空间计算和筛选离散的有效电子轨迹片段,并利用Binary-Encounter-Bethe模型计算电离截面。然后采用离散化方法求解电离规灵敏度,使收集效率和电离截面误差减小。热阴极和冷阴极电离规的实验和理论结果证明了该方法的有效性。理论结果与实验结果吻合较好。冷阴极和热阴极电离计的模拟偏差分别低于5.6%和4.5%。 展开更多

关键词 电离规 灵敏度 碳纳米管阴极 热阴极电离规

下载PDF 职称材料

喷气Z箍缩负载的质量线密度确定 被引量：4

8

作者 邹晓兵 王新新 +1 位作者 罗承沐 韩旻 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第3期473-475,共3页

喷气 Z箍缩的负载参数 (如质量线密度及半径 )必须和脉冲驱动源的电流 (幅值和上升时间 )相匹配。作者利用微型快速电离规测量了喷气 Z箍缩中超音速喷嘴产生的气体负载的密度分布 ,并由此得到了负载质量线密度为 4 3μg/ cm。

关键词 质量线密度 喷气型Z箍缩 超音速喷嘴 气流密度 快速电离规 负载参数 脉冲X射线源 加速器

下载PDF 职称材料

用于强磁场的快响应真空规的研制进展 被引量：5

9

作者 王明旭 李波 +3 位作者 杨志刚 张年满 严东海 吴继红 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 2003年第4期219-223,共5页

研制了能在强磁场、强干扰环境下工作的快响应真空电离规(快规),用于对HL 2A装置偏滤器室和等离子体附近的中性粒子密度和通量进行原位测量。介绍了快规的结构、工作原理、设计要点以及实验结果。在无磁场的情况下,快规对气体压强的测... 研制了能在强磁场、强干扰环境下工作的快响应真空电离规(快规),用于对HL 2A装置偏滤器室和等离子体附近的中性粒子密度和通量进行原位测量。介绍了快规的结构、工作原理、设计要点以及实验结果。在无磁场的情况下,快规对气体压强的测量范围为6.4×10-6～0.15Pa,在1×10-5～0.15Pa范围内,快规收集极离子流与发射电子流之比与气压保持良好线性关系;在0 15T的磁场下,快规的规管常数未发生显著变化,在规管对称轴与磁力线的夹角小于15o时,规管常数的变化小于10%。 展开更多

关键词 强磁场 响应 电离规 干扰 等离子体物理 偏滤器 规管常数 发射电子流 离子流

下载PDF 职称材料

HL-2A装置偏滤器室中性气体压强规 被引量：4

10

作者 王明旭 李波 +5 位作者 杨志刚 严龙文 张年满 廖志清 严东海 郭建军 《核聚变与等离子体物理》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第1期65-68,共4页

研制了一种可工作于强磁场、强干扰环境下的快响应真空电离规(快规)。介绍了快规的结构、原理、设计梗概和在HL 2A装置偏滤器室中原位测量中性气体压强的实验结果。无磁场时,在压强1×10-5～6×10-1Pa的范围内,快规的线性度良好... 研制了一种可工作于强磁场、强干扰环境下的快响应真空电离规(快规)。介绍了快规的结构、原理、设计梗概和在HL 2A装置偏滤器室中原位测量中性气体压强的实验结果。无磁场时,在压强1×10-5～6×10-1Pa的范围内,快规的线性度良好,H2压强的测量上限为1.5Pa,He压强的测量上限为4Pa,覆盖了目前HL 2A装置偏滤器的运行范围;快规处磁感应强度在0 6T左右时,其灵敏度约提高至无磁场下的3倍。快规的响应时间小于4ms,并且具有较强的抗干扰能力。 展开更多

关键词 HL-2A装置 偏滤器 实验结果 响应 电离规 上限 强磁场 磁感应强度 气体压强 强干扰

下载PDF 职称材料

热阴极离子规阴极灯丝断裂机理研究

11

作者 吴海 赵英伟 吴爱华 《真空电子技术》 2024年第4期64-67,共4页

介绍热阴极离子规的工作原理及组成结构,从热阴极灯丝变细、材料缺陷和工艺缺陷3方面分析离子规阴极灯丝断裂机理,根据断裂机理提出使用过程中的一些建议,以便延长使用寿命。

关键词 热阴极 离子规 灯丝 断裂机理

下载PDF 职称材料

超高真空计研制及其计量特性研究 被引量：4

12

作者 张虎忠 李得天 +2 位作者 成永军 孙健 李刚 《真空电子技术》 2020年第4期63-68,共6页

超高真空计广泛应用于超高真空环境下的精确压力测量,也是目前唯一实际可用的超高真空测量仪器。本文基于Bayard-Alpert原理研制了一种超高真空计,开展了电子运动轨迹的模拟仿真计算和实验研究,分析了发射电流对规管灵敏度值的影响。结... 超高真空计广泛应用于超高真空环境下的精确压力测量,也是目前唯一实际可用的超高真空测量仪器。本文基于Bayard-Alpert原理研制了一种超高真空计,开展了电子运动轨迹的模拟仿真计算和实验研究,分析了发射电流对规管灵敏度值的影响。结果表明,测量范围为10^-9~10^-2 Pa量级时,灵敏度平均值为0.145 Pa^-1,波动为±15%,10^-8~10^-2 Pa范围内,灵敏度平均值为0.148 Pa^-1,波动为±6%,实验测试结果与理论计算结果具有良好一致性。超高真空计的控制系统中的名义灵敏度设置为0.15 Pa^-1,对其测量结果开展精确校准,校准范围为2.190×10^-9~1.128×10^-2 Pa,校准结果的修正因子为1.02,扩展不确定为15%(k=2)。 展开更多

关键词 超高真空 真空测量 电离真空计 灵敏度 真空校准

下载PDF 职称材料

热阴极电离规灵敏度的数值模拟研究 被引量：4

13

作者 魏建平 李得天 +4 位作者 张虎忠 成永军 姚鹏 马卓娅 葛金国 《真空科学与技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第1期14-19,共6页

本文基于数值模拟和实验方法研究热阴极电离规的计量性能,开展了电极电压和栅网结构对Bayard-Alpert电离规灵敏度的影响研究。研究表明,随着阴极阳极电压差从50 V增加到140 V,灵敏度持续增大,之后缓慢下降,随着栅网丝间距从2 mm增加到3.... 本文基于数值模拟和实验方法研究热阴极电离规的计量性能,开展了电极电压和栅网结构对Bayard-Alpert电离规灵敏度的影响研究。研究表明,随着阴极阳极电压差从50 V增加到140 V,灵敏度持续增大,之后缓慢下降,随着栅网丝间距从2 mm增加到3.5 mm和丝径从0.4 mm减小到0.2 mm,灵敏度显著增大。采用正交分析法对电离规的结构和电压参数进行了优化,结果显示,当栅网丝径为0.2 mm,丝间距为3.5 mm,阳极电压为220 V,阴极电压为80 V时,热阴极电离规的灵敏度最大,模拟结果为0.184 Pa-1,根据优化和模拟结果进行了实验验证,实验结果为0.196 Pa-1,实验结果与模拟结果具有一致性。 展开更多

关键词 电离规 超高真空 灵敏度 真空测量

下载PDF 职称材料

基于碳纳米管电子源的高稳定电离真空计的性能研究

14

作者 阴怡媛 李得天 +5 位作者 张虎忠 马卓娅 习振华 李刚 张开旭 宋云见 《真空科学与技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期312-317,共6页

文章将碳纳米管电子源应用于高稳定电离真空计,通过结构和电参数优化,研制了样机,并开展了样机计量特性的实验研究,研究结果表明,新型电离规在6.87×10^(-6)Pa~6.45×10^(-5)Pa的压力范围内,灵敏度在0.200 Pa^(-1)~0.245 Pa^(-1... 文章将碳纳米管电子源应用于高稳定电离真空计,通过结构和电参数优化,研制了样机,并开展了样机计量特性的实验研究,研究结果表明,新型电离规在6.87×10^(-6)Pa~6.45×10^(-5)Pa的压力范围内,灵敏度在0.200 Pa^(-1)~0.245 Pa^(-1)的范围内波动,与仿真灵敏度0.250 Pa^(-1)的偏差最大为20%,灵敏度波动小于5.96%,证明该结构设计合理,有望应用于超高真空校准及精确测量领域。 展开更多

关键词 碳纳米管电子源 电离真空计 灵敏度

下载PDF 职称材料

电离规离子流可编程增益放大器的设计 被引量：3

15

作者 朱武 金波 陈秋敏 《真空》 CAS 2014年第1期1-4,共4页

采用前置微电流放大器和可编程增益放大器两级运放,实现电离规离子流的可编程增益放大,以满足在真空度迅速变化且动态范围较宽时对真空度的快速准确测量。介绍了微弱电流信号的放大原理、器件选择原则、单片机控制可编程增益放大器的实... 采用前置微电流放大器和可编程增益放大器两级运放,实现电离规离子流的可编程增益放大,以满足在真空度迅速变化且动态范围较宽时对真空度的快速准确测量。介绍了微弱电流信号的放大原理、器件选择原则、单片机控制可编程增益放大器的实现方法、电路抗干扰措施等,并给出了部分测试结果。本文设计的电离规离子流放大电路具有增益动态范围宽、精度高、响应速度快等优点,为托卡马克装置的真空度快速测量系统中离子流测量电路提供了设计参考。 展开更多

关键词 电离规 离子流 前置放大器 可编程增益放大器

下载PDF 职称材料

碳纳米管阴极电离规结构的模拟优化设计 被引量：2

16

作者 张虎忠 邢正 +1 位作者 常天海 李得天 《真空科学与技术学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第2期156-160,共5页

为了提升碳纳米管(CNT)阴极电离规的综合性能和实用性,本文利用离子光学模拟软件SIMION3D8.0和CAD建模软件构建了CNT阴极电离规的物理模型,且通过模拟计算得到不同电极结构参数对CNT阴极电离规各种性能的影响规律。研究结果表明,不同的... 为了提升碳纳米管(CNT)阴极电离规的综合性能和实用性,本文利用离子光学模拟软件SIMION3D8.0和CAD建模软件构建了CNT阴极电离规的物理模型,且通过模拟计算得到不同电极结构参数对CNT阴极电离规各种性能的影响规律。研究结果表明,不同的阴极基座直径、门极尺寸产生不同的电子运动轨迹;电子运动路径随着外屏与阳极栅网之间距离的增大先增大后减小;电子逃逸率随着门极和阳极顶部间距的减小而逐渐增大;聚焦孔直径对正离子的收集影响显著,且气相离子/电子激励脱附离子收集比率在收集孔直径约为2 mm时达到最大。故选用合适的电极结构参数能有效地提高CNT阴极电离规的总体性能,延伸其真空测量下限。 展开更多

关键词 真空测量 电离规 碳纳米管阴极 电极结构 数值模拟

下载PDF 职称材料

ZJ5410型宽量程复合真空计的研制

17

作者 李树智 侯世儒 刘舒 《真空》 CAS 2014年第2期60-65,共6页

ZJ5410型复合真空计可进行105 Pa^10-1 Pa宽量程测试。为ZJ-54D热偶规管研制了配套的扩流恒流源,同时又为ZJ-10电离规管研制了由SM89C52单片机和开关电源模块TOPSwitch相结合的配套电源,本电源是一款新型宽量程复合真空计电源。本计充... ZJ5410型复合真空计可进行105 Pa^10-1 Pa宽量程测试。为ZJ-54D热偶规管研制了配套的扩流恒流源,同时又为ZJ-10电离规管研制了由SM89C52单片机和开关电源模块TOPSwitch相结合的配套电源,本电源是一款新型宽量程复合真空计电源。本计充分发挥了单片机实时性好,容易扩展,运算速度快等功能,实现了热偶计压力值拟合曲线浮点运算,液晶屏多数据信息同时显示,真空度动态显示,真空度长时间记录和曲线显示等功能。 展开更多

关键词 真空计 热偶规管 电离规管 电源 单片机 开关电源模块

下载PDF 职称材料

10^(-9)~10^(-1)Pa宽量程电离真空计研制与性能研究 被引量：1

18

作者 张虎忠 葛金国 +7 位作者 姚鹏 魏建平 成永军 孙雯君 习振华 马卓娅 马亚芳 李得天 《真空与低温》 2022年第4期392-396,共5页

热阴极电离真空计的压力测量范围可覆盖超高真空、高真空和中低真空,该真空计广泛应用于各类真空装备。依据电离真空计工作原理,对电离真空计的本底干扰离子流I_(r)^(+)进行了理论分析,讨论了气体分子热脱附、软X射线效应、ESD效应等多... 热阴极电离真空计的压力测量范围可覆盖超高真空、高真空和中低真空,该真空计广泛应用于各类真空装备。依据电离真空计工作原理,对电离真空计的本底干扰离子流I_(r)^(+)进行了理论分析,讨论了气体分子热脱附、软X射线效应、ESD效应等多个因素对I_(r)^(+)的影响,优化了规管尺寸和制备工艺,研制了真空规管,将本底干扰降低到2×10^(-9)Pa以下,并研制了配套的电控单元,使微弱离子流测量下限达到0.1 pA量级。该宽量程电离真空计产品的实测范围达到1.26×10^(-9)~6.02×10^(-1)Pa,灵敏度波动小于±11%。 展开更多

关键词 超高真空 真空测量 电离真空计 宽量程 灵敏度

下载PDF 职称材料

基于超导磁场环境真空测量电离规磁屏蔽结构仿真研究 被引量：1

19

作者 王进伟 伊明辉 +2 位作者 林云龙 王国栋 陈长琦 《真空科学与技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第3期225-229,共5页

聚变装置超导磁场环境下真空测量电离规因灯丝变形、带电粒子轨迹变化等物理机制导致真空测量精度不高,不能满足工程精确测量的需求。基于磁屏蔽的理论,构建了半封闭式和开放式的两种多层磁屏蔽结构模型,利用Maxwell有限元软件,仿真研... 聚变装置超导磁场环境下真空测量电离规因灯丝变形、带电粒子轨迹变化等物理机制导致真空测量精度不高,不能满足工程精确测量的需求。基于磁屏蔽的理论,构建了半封闭式和开放式的两种多层磁屏蔽结构模型,利用Maxwell有限元软件,仿真研究了结构材料层不同厚度和不同磁场方向等条件下磁屏蔽效能的变化规律。结果表明,屏蔽效能随铁层材料径向厚度的增加而增大,铁层材料端部厚度对其影响较小;超导材料层厚度对屏蔽效能影响较小;磁场方向角在0°~90°范围内,屏蔽效能先减后增,并在90°(屏蔽结构轴向与磁场方向平行)时达到最大值。为电离规在复杂磁场应用条件下的屏蔽结构工程设计提供了依据。 展开更多

关键词 电离规 磁屏蔽 有限元仿真 屏蔽效能

下载PDF 职称材料

新型同轴电极结构碳纳米管场发射电离计

20

作者 何剑锋 黄卫军 董长昆 《真空》 CAS 2019年第6期12-15,共4页

本文以碳纳米管(CNT)作为阴极电子源设计一种新型的冷阴极电离真空计结构,结构包括场发射电子源、阳极和离子收集极,阳极和离子收集极为同轴圆环结构。利用热化学气相沉积法在金属基底上直接生长碳纳米管,分别制备了4mm×5mm矩形和... 本文以碳纳米管(CNT)作为阴极电子源设计一种新型的冷阴极电离真空计结构,结构包括场发射电子源、阳极和离子收集极,阳极和离子收集极为同轴圆环结构。利用热化学气相沉积法在金属基底上直接生长碳纳米管,分别制备了4mm×5mm矩形和直径0.1mm圆形两种阴极发射面。碳纳米管阴极具有优异的场发射性能,开启电场1.70 V/μm。在氮气环境下,分别对不同阴极真空电离计结构的真空测量性能进行了研究,真空计在10-7到10-3Pa区间归一化电流(Ii/Ia)与压强表现出良好的线性关系,矩形和圆形发射面阴极对应的真空计其测量灵敏度分别是3.1×10-2Pa^-1和1.3×10-2Pa^-1。 展开更多

关键词 碳纳米管 场发射 电离真空计 同轴电极 灵敏度

下载PDF 职称材料