论文摘要
阴极是微波电真空器件的核心部分，阴极理论与技术的每一次突破都推动真空电子器件领域的技术进步。目前对阴极技术而言，一方面要在理论上继续深入研究各种发射现象的机理，另一方面，在应用中获得效率高、电流密度大、噪声低、可靠性高、寿命长的综合性能优异的阴极或阴极热子组件。长期以来，人们对阴极作为电子发射源的特性做了全面的研究，但是对其作为真空电子器件的热源的影响并没有充分地探讨。模型计算指出阴极热子组件的阴极表面温度比较均匀，支撑筒温差与输入功率成正比。热子最初主要通过高温辐射加热阴极发射电子，之后才出现在热子与阴极之间填满氧化铝粉末再经过高温烧结形成阴极热子组件，从而主要通过传导加热阴极。通过计算发现：组件式结构下热子与阴极之间的温差明显减小，而非组件式结构的优势在于启动速度快。然而，非组件式结构通过增加阴极下表面发射率可以显著升高阴极温度，通过增加热子发射率可以显著降低热子温度，从而热性能也能达到与组件式阴极相近水准。如何确定支撑筒的长径比是在阴极热子组件设计与制造过程中提出的新问题，通过计算发现在保持热子温度不变的前提下阴极温度基本不变，而当热子长径比高于1.5时，钼筒增温曲线趋于平缓。
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摘要Abstract第一章 绪论§1.1 引言§1.2 真空电子学的历史与发展§1.3 真空器件与固态器件第二章 热阴极基础§2.1 阴极的基本概念§2.2 热阴极的分类§2.2.1 金属阴极§2.2.2 氧化物阴极§2.2.3 储备式阴极§2.3 热阴极的研究§2.3.1 研究现状§2.3.2 发展趋势§2.3.3 热模拟的重要意义§2.4 有效热阴极§2.4.1 发射电流密度§2.4.2 温度§2.4.3 加热比功率§2.4.4 阴极寿命§2.4.5 其它条件§2.5 测量热阴极温度§2.5.1 辐射测量法§2.5.1.1 能量温度§2.5.1.2 亮度温度§2.5.1.3 颜色温度§2.5.2 温差电偶法§2.5.3 电阻法§2.6 热子第三章 热物理基础§3.1 热量传递的基本方式§3.1.1 热传导§3.1.2 对流§3.1.3 热辐射§3.2 接触热阻§3.3 多孔材料§3.4 热辐射的基本概念§3.5 影响金属辐射性质的主要因素§3.5.1 表面轮廓§3.5.2 表面杂质第四章 ANSYS软件及其应用§4.1 数值模拟与计算机辅助工程（CAE）§4.2 ANSYS简介§4.2.1 ANSYS的历史与发展现状§4.2.2 ANSYS软件主要优势§4.2.3 ANSYS软件主要功能§4.2.3.1 结构分析§4.2.3.2 热分析§4.2.3.1 其它分析功能§4.3 ANSYS软件结构§4.4 ANSYS热分析§4.4.1 稳态与瞬态热分析§4.4.2 建模§4.4.3 网格划分§4.4.4 施加载荷并求解§4.4.5 分析结果第五章 阴极热子组件热分析§5.1 建立模型§5.2 模拟结果分析§5.2.1 阴极温度分布§5.2.2 钼筒温度分布§5.2.3 热子温度分布§5.2.4 组件尺寸的影响§5.3 钼筒长径比分析第六章 非组件式阴极热分析§6.1 建立模型§6.2 模拟结果分析§6.3 非组件式阴极的改进§6.4 启动时间§6.5 实验测量第七章 结束语附录 攻读硕士学位硕士期间的其它工作轮辐栅网热分析初步§8.1 建立模型§8.2 栅网温度分布参考文献硕士期间发表的论文致谢
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