真空中金属丝电爆炸沿面击穿及其抑制技术研究

　　金属丝电爆炸一般指金属丝在脉冲大电流加热下发生的剧烈温升、相变过程，是脉冲功率技术与放电等离子体领域的重要研究对象，其典型应用包括金属材料温密状态下状态方程和输运参数研究、介质中丝爆产生冲击波以及电爆炸法制备纳米颗粒等。本书研究背景为利用丝爆等离子体的Z箍缩获得高功率软X射线源，围绕电爆炸过程中金属丝能量沉积这一关键问题，系统研究了负载参数、表面状态、驱动电流极性、电极结构等因素的影响。此外，本书详细介绍了小型脉冲功率实验系统的搭建过程，包括机械设计、光学、电学测量系统的建立和数据分析。可为从事脉冲放电等离子体研究特别是金属丝电爆炸相关应用研究的科技人员提供参考。

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目录



第1章引言

1.1研究背景和现状

1.1.1Z箍缩简介

1.1.2Z箍缩的发展历程

1.1.3丝阵Z箍缩过程

1.1.4Z箍缩装置中的预脉冲

1.1.5预脉冲驱动的金属丝电爆炸

1.1.6爆炸丝表面沿面击穿

1.1.7影响沿面击穿的因素

1.2预脉冲丝爆的研究意义和本书主要工作


第2章实验平台

2.1脉冲电源

2.1.1主电路

2.1.2激光触发的气体间隙开关

2.1.3触发激光器

2.2放电腔

2.2.1电容分压器和Rogowski线圈

2.2.2分流器

2.2.3电测量系统的标定和自洽

2.3光学诊断系统

2.3.1马赫增德尔(MZ)干涉和激光阴影成像

2.3.2光学诊断与放电的时序控制

2.3.3丝爆自辐射的测量

2.4小结


第3章单丝电爆炸的实验研究

3.1沉积能量的计算

3.2不同条件下单丝电爆炸实验结果与分析

3.2.1样品预处理和爆炸丝长度的确定

3.2.2不同丝直径下的电爆炸结果与分析

3.2.3不同丝长度下的电爆炸结果与分析

3.2.4极性效应和径向电场对丝爆的影响

3.2.5电流上升率对丝爆的影响

3.3镀膜丝电爆炸实验结果与分析

3.3.1电信号波形

3.3.2正极性丝爆干涉照片和数据处理

3.3.3负极性丝爆实验结果与分析

3.3.4镀膜丝电爆炸小结

3.4沿面击穿发展过程的直接诊断

3.4.1时间校准

3.4.2正极性丝爆弧光发展过程

3.5小结


第4章提高真空中丝爆沉积能量的方法

4.1利用串联的闪络开关提高沉积能量

4.2小结


第5章结论


附录A根据阴影照片计算金属丝直径


附录B根据干涉照片计算气态原子密度


参考文献


在学期间发表的学术论文


致谢