磁衬度的高压扫描电子显微镜观测

在磁性材料的研究中,磁畴的电镜观测是人们很感兴趣的问题[1]. 利用扫描电镜可以观测到磁性材料的两种磁衬度(图1).第一种磁衬度首先由Joy和Jakubovics利用二次电子信号观测到[3].引起这种磁树度的原因是磁性材料存在着漏磁场.漏磁场引起试样表面发射的二次电子轨道的改变,由于从磁性相反的磁畴中探测到二次电子的效率不同,从而引起磁衬度.由单轴各向异性的磁性材料(如钻和磁泡材料)可得到这种磁衬度[见图1(a)]. 第二种磁衬度首先由Philibert和Tixier[3]利用试样电流得到.以后,更多的研究工作者用背散射电子观测到这种磁树度.这种磁衬度产…     

一种脉宽可调的陡化后沿高压脉冲发生器

磁开关因其独特的饱和导通机制而在脉冲功率技术领域应用广泛,利用磁开关饱和前后电感差异大的特点,可以将其用作撬断开关来陡化脉冲后沿。利用金属氧化物压敏电阻的稳压特性,能在负载上得到具有一定平顶的脉冲准方波,进而可通过改变磁开关的伏秒积来进行脉宽调整。提出一种脉宽可调的高压脉冲发生器技术方案,利用压敏电阻产生高压脉冲准方波,用磁开关作为撬断开关来陡化脉冲后沿,并通过改变磁开关复位电流的大小来控制磁开关的复位深度,进而实现脉宽可调。首先进行了理论分析及软件模拟研究,然后基于模拟结果开展了初步实验研究。初步实验得到的负载电压波形后沿小于30 ns,脉宽可调范围大约30%,验证了磁开关的后沿陡化效果以及用于脉宽调整的可行性。     

结型磁敏器件──硅磁敏二极管

一、前 言 结型磁敏器件是一种新型半导体磁电转换器件.它有锗、硅磁敏二极管[1],锗[2]、硅磁敏晶体管,磁敏可控硅[3]以及集成式磁敏补偿电路等几种.它们的共同特点是磁灵敏度高,比霍尔元件高几百倍到几千倍.这样高的磁灵敏度是利用半导体的磁阻效应实现的.所谓磁阻效应是利用P-n结性质向半导体注入高电平载流子,利用载流子在磁场中会受到洛伦兹力作用而发生偏转的特性,以改变非平衡载流子的有效寿命和运动路程,达到调制半导体电导率的目的. 六十年代初,有人开始探讨　　　型长基区二极管的磁阻效应[4].过了十年,日本索尼(Sony)公司研制了…     

快前沿变压器充电型磁压缩器的分析与设计

提出了一种快前沿充电型磁压缩发生器,采用高耦合系数脉冲变压器和无串接二极管型原边绕组设计,降低了变压器的杂散电感,可以对磁压缩电路进行快速脉冲式充电,有利于减少磁压缩装置的级数和体积。采用T模型对快前沿变压器充电型磁压缩器的电路进行了等效变换,分析了系统设计的原则。结果表明:系统的等效压缩增益远大于1;磁开关应选用高导磁材料。满足上述条件,磁压缩装置的充电效率和预脉冲现象才能获得理想值。研制了一台快前沿变压器充电型磁压缩脉冲发生器,3 nF电容负载上获得前沿时间为990 ns、幅值为50 kV的脉冲,预脉冲约2 kV,磁压缩器的电压效率为98%。     

激光/电子束用于金属表面处理的物理冶金原理

六十年代末激光开始用于金属加工,如打孔、焊接等,后来在金属部件表面热处理中得到了广泛的应用[1-3].近几年,激光快速熔凝成为“急冷”金属研究中极为活跃的新领域[4-10].由于电子束与激光在很多特性及应用上相似[11,12],这里一起来讨论. 一、激光/电子束的特点1.高能量密度热源 以脉冲固体激光器为例,当脉冲能量为100J,脉冲宽度为2-8ms时,峰值功率可达12. 5-50kW,如焦斑直径为2mm,峰值功率密度则为400-1700kW/cm2.若是2kW输出的连续激光器,功率密度可达70kW/cm2.高功率激光或电子束设备,可作为高功率密度的热源. 相对于连续激光或电子束…     

爆轰波对碰驱动下加环紫铜圆管对碰区的变形特性

爆轰波对碰驱动下金属圆管对碰区易出现过早断裂现象，为了推迟圆管对碰区的断裂时间，文中在紫铜圆管对碰部位设计了铝保护环结构，以研究加环后紫铜圆管对碰区的膨胀变形特性及其对圆管对碰部位破裂时间的影响。采用高速分幅摄影、脉冲x光照相两种观测技术，对加环紫铜圆管在爆轰波对碰驱动下的膨胀变形及破坏过程进行了观测。实验装置示意图及高速分幅摄影实验结果见图I。     

激光椭圆仪对P~ 注入金属表层形成非晶态的分析

激光椭圆仪是利用椭圆偏振光与物质相互作用之后偏振状态的变化去探索物质性质的一种手段[1].对金属表层进行离子注入是获得金属表层非晶态的一种途径.本工作的目的是尝试将激光椭圆仪用于离子注入金属表层的分析,试图用椭圆仪获得离子注入的金属表层由晶态到非晶态转变的信息,     

非线性克尔效应对飞秒激光偏振的超快调制

研究了近红外飞秒激光的偏振在太赫兹频率的超快调制.利用抽运-探测光谱技术,通过改变两个脉冲之间的延迟时间可以控制光脉冲的旋转角.在Li：NaTb（WO₄）₂磁光晶体中观察到探测光的偏振随延迟时间变化的高速振荡,振荡信号的中心频率为0.19 THz.这种超快偏振调制现象可以解释为,抽运-探测实验构置中,前向传播的抽运光诱导的光学克尔非线性引起被晶体远端表面所反射的背向传播的探测光脉冲偏振面的额外旋转.通过改变抽运光的圆偏振旋性可以控制探测光调制信号的相位和振幅.实验结果表明,非线性光学克尔效应可以作为一种全新的手段,在磁光晶体中实现近红外飞秒激光以太赫兹频率的超快偏振调控.这将在超快磁光调制器等全光器件中得以应用.实验结果将有助于偏振依赖的超快动力学过程的研究.     

微脉冲电子枪的初步实验研究

给出了微脉冲电子枪的模拟计算及其初步实验结果. 该电子枪采用铜铝镁合金作为冷阴极材料, 在以磁控管作为微波功率源的出束实验中得到了100mA/cm²的电流密度.实验结果与次级电子倍增解析计算和SEEG程序的模拟计算结果基本符合, 初步验证了微脉冲电子枪的基本原理, 为今后实验中得到更大的电流密度打下了基础.     

径向极化压电陶瓷长圆管复合超声换能器的径向振动

提出了一种圆管式径向复合压电陶瓷换能器,并对其径向振动特性进行了分析。该换能器由径向极化的压电陶瓷圆管以及金属外圆管组成。利用解析法得出了金属圆管以及具有任意壁厚的径向极化压电陶瓷圆管径向振动的机电等效电路。基于金属圆管与压电圆管的机械边界条件,得出了换能器的六端机电等效电路。在此基础上得出了换能器共振及反共振频率方程的解析表达式,给出了换能器的共振及反共振频率与其几何尺寸之间的依赖关系。利用数值方法对换能器的径向振动特性进行了模拟及仿真,并与解析结果进行了比较。最后,设计并加工了一些径向复合管式压电陶瓷换能器,利用精密阻抗分析仪对其共振及反共振频率进行了实验测试。研究结果表明,利用解析理论得出的换能器共振及反共振频率与数值模拟结果以及实验测试结果符合很好。      

直流电对金属液电磁净化的影响

推导了矩形管通电金属液的感应磁场,基于磁流体力学方程组,数值计算了二维金属液诱生流场,并追踪了夹杂物颗粒在流场中的运动轨迹.结果表明,金属液的感应磁场不可忽视,其诱生流场干扰了外加磁场下夹杂物的正常迁移,电磁净化宜采用扁管和圆管;同时,利用感应磁场的自约束性,单电流可实现金属液的电磁净化.     

国产非晶磁芯应用于感应加速组元的可行性研究

介绍了国产非晶合金应用于感应加速组元的可行性研究的初步结果.采用国产1K101型铁基非晶合金(FeSiB)带材,研制了非晶磁芯,并利用加速腔(或实验腔)对研制的非晶磁芯的磁性能、绝缘性能和稳定性等方面进行了研究.高压单脉冲实验可获得脉冲幅度为240kV、脉冲前沿为17璐(10%-90%)、脉冲平顶为72ns(±1%)的单脉冲;高压猝发三脉冲实验可获得前沿35ns、脉冲平顶60ns的三脉冲,磁芯的有效平均磁密跳变为1.41T.耐压实验研究中,得到了电压幅值为282kV的三脉冲.非晶磁芯的性能稳定,满足感应加速组元对磁芯性能的要求.     

国产非晶磁芯应用于感应加速组元的可行性研究

介绍了国产非晶合金应用于感应加速组元的可行性研究的初步结果. 采用国产1K101型铁基非晶合金(FeSiB)~带材, 研制了非晶磁芯, 并利用加速腔(或实验腔)对研制的非晶磁芯的磁性能、绝缘性能和稳定性等方面进行了研究. 高压单脉冲实验可获得脉冲幅度为240kV、脉冲前沿为17ns(10%—90%)、脉冲平顶为72ns(±1%)的单脉冲; 高压猝发三脉冲实验可获得前沿35ns、脉冲平顶60ns的三脉冲, 磁芯的有效平均磁密跳变为1.41T. 耐压实验研究中, 得到了电压幅值为282kV的三脉冲. 非晶磁芯的性能稳定, 满足感应加速组元对磁芯性能的要求.     

金属玻璃环脉冲特性的实验研究

介绍在52ns高功率脉冲作用下,带绕金属玻璃环的脉冲特性,并详细地分析金属玻璃环有无层间绝缘对其磁性能的影响情况。金属玻璃环与铁氧体环的脉冲特性结果的对比表明,有层间绝缘的金属玻璃环磁特性明显优于铁氧体环的磁特性。     

内爆压缩加载下抗氢钢圆管剪切断裂研究

 介绍了对HR-2抗氢钢圆管在内爆压缩加载过程中的剪切断裂现象的初步研究结果。利用脉冲X光动态照相观测到抗氢钢圆管在压缩过程中发生了断裂；在回收破片中存在大量典型的剪切断口，对剪切断口进行了初步宏观分析。金相细观分析观察到HR-2抗氢钢中晶粒形状沿径向的变化规律；同时观察到了裂纹尖端的绝热剪切带及带内的微孔洞。     

静磁表面波对高斯光脉冲的衍射特性研究

研究了磁光薄膜波导中线性啁啾高斯光脉冲与单频连续静磁波共线作用,给出了水平磁化时基于静磁表面波的磁光耦合方程.分别采用解析法和数值法计算了1310 nm和1550 nm两种光波长入射时衍射光的压缩特性,两种求解方法得到的结果一致.计算表明,衍射光脉冲的半峰全宽(FWHM)随相位失配因子的频率变化率和啁啾系数的增大而减小;在给定的计算参数下,与1310 nm波长对应的衍射光脉冲具有较大的峰值强度,但1550 nm波长输入时可以获得更窄的衍射光脉冲,因而1550 nm光脉冲更适于作为磁光脉冲压缩的脉冲源.文章还分析了磁损耗对衍射光脉冲的光强和输出脉宽的影响,对于普通的磁光薄膜,损耗基本上不影响光脉冲压缩效果.     

闪光灯泵浦Nd∶YCOB自倍频激光器

Nd∶Ca4YO(BO3)3(简称Nd∶YCOB)是一种新型的自倍频晶体[1～3]. 根据测定的吸收光谱, 它有5条较宽的吸收带, 因而极适合于用脉冲氙灯进行泵浦. 作者利用脉冲氙灯泵浦Nd∶YCOB实现了基频光和自倍频光的运转.     

基于磁开关的重复频率冲击电压发生器

用磁开关取代传统冲击电压发生器的放电球隙,利用磁开关可高重复频率工作和磁压缩陡化的特点和冲击电压发生器"并联充电,串联放电"的特点,可形成重复频率快前沿高压脉冲。建造了基于磁开关的冲击电压发生器,试验表明:其重复频率可达1 kHz,在1 nF的电容负载上可形成17 kV,上升时间小于80 ns的高压脉冲。     

铁基纳米晶磁芯的脉冲磁化特性测量及其在磁开关中的应用

磁开关是重复频率脉冲功率系统可选的工作性能优越的开关器件之一。目前磁开关的仿真模型是基于伏秒积分的宏观特性建立起来的纯电路模型,未考虑磁芯饱和过程中磁芯特性的变化,仿真难以准确预测磁开关负载上的预脉冲,波形的前沿误差也较大。测试获得了快脉冲激励下的铁基纳米晶磁芯磁滞回线和初始磁化曲线,利用磁芯磁滞回线的关键参数,提取了脉冲激励下的磁芯J-A参数,用于定义多物理场中磁开关模型的磁芯特性。针对磁开关脉冲压缩电路,利用多物理场仿真软件COMSOL建立了磁脉冲压缩系统电路与磁开关电磁场的场路耦合仿真模型,计算磁脉冲压缩电路的输出波形,与实验结果对比,预脉冲幅值误差为2%,峰值误差为2%,前沿误差为5%,证明了建立的场路耦合仿真模型的有效性和准确性。     

高特征参数下绝缘圆管内液态金属MHD效应研究

液态金属磁流体动力学(MHD)效应是聚变堆液态包层需要解决的关键问题之一。通过实验与数值模拟相结合的方法,研究了高特征参数下绝缘圆管内液态金属MHD效应,获得了强磁场下绝缘圆管内压降变化和流速分布的规律。研究结果表明,绝缘圆管内液态金属MHD压降随外加磁场强度的增加而线性增大,随管道内平均流速的增加也呈线性增长的关系,且压降实验结果与数值模拟及理论结果吻合较好;流速分布的特点为哈特曼层内流速变化剧烈,速度梯度大。基于压降的实验数据分析可得,强磁场环境下绝缘圆管中层流湍流的转换分界点约为Re/Ha=45。