强激光与粒子束

作者：程军, 刘文元, 吴平, 柯昌凤, 霍艳坤, 何亚姣, 孙钧,

关键词：收集极, 石墨, 电子束轰击, 碳化钛涂层, 热导率,

石墨因组成元素的原子序数较低、熔点极高、导热性能优异、化学稳定性高及抗热冲击能力较强等诸多优点, 已成为相对论返波管中关键部件收集极的首选材料。对4种具有代表性的高纯石墨及其各自碳化钛涂层改性材料作为强流电子束二极管中的阳极进行了耐强流电子束轰击性能考核。结果表明，4种石墨在电压为860 kV、电流为11 kA、脉宽为40 ns的电子束轰击下二极管的电流表现出明显的差异，石墨4#即使电子束脉冲作用167次，电流曲线也未表现出明显异常，而其他三种石墨的电流曲线均出现不同程度的尾蚀。通过石墨表面碳化钛涂层的烧蚀实验进一步验证了石墨的差异性，表明石墨的热导率对其抗烧蚀性能具有重要的影响。石墨的热导率越高，碳化钛熔融析出再结晶程度越低，说明石墨的抗烧蚀性能越好。石墨4#具有优异的耐电子束轰击性能，在相对论返波管收集极领域具有重要的应用前景。

来源：2025年第4期

《强激光与粒子束》期刊编辑部

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