简介:在场致发射电流的作用下,场致爆炸发射阴极表面的微凸起会产生焦耳加热、热传导等热电物理现象,场致发射电流密度与阴极表面微凸起顶部的温度之间相互影响,两者之间的作用关系是高度非线性的.用数值方法研究了在不同外加宏观电场条件下具有不同顶底半径比微凸起的热效应问题.研究结果表明,当微凸起顶底半径比值不同时,微凸起的微观电场增强因子也不同,当微凸起顶部温度达到阴极材料的熔点时,微凸起内部温度分布差异显著;当外加宏观电场相同时,微凸起的顶底半径比越小,爆炸发射延迟时间越短.对于某个顶底半径比确定的微凸起而言,爆炸电子发射延迟时间随外加宏观电场强度的减小而成指数规律增长.
简介:为研究二极管热场致发射过程中阴极表面热效应的发展过程及相关影响因素,在阴极表面建立了微米级圆台形微凸起物理模型,用数值方法对阴极表面的焦耳加热、热传导、诺廷汉效应等热电物理现象进行了研究,对比了不同形状微凸起、不同外加电场及诺廷汉效应对微凸起中温度分布及温度随时间变化规律的影响。结果表明:微凸起的形状,尤其是顶底半径比会显著影响微凸起中的温度分布规律;在只考虑焦耳加热及热传导效应时,微凸起中的最高温度总是出现在其顶端,但将诺廷汉效应也考虑后,最高温度点将会偏离微凸起顶端而朝微凸起内部移动,外加电场越弱,微凸起中温度最高点出现的位置越靠近微凸起内部;诺廷汉效应会使微凸起中最高温度达到阴极材料熔点所需的时间提前。
简介:摘要目的观察钬激光在泌尿系腔道模型中的局部热效应。方法本研究于2019年3—12月进行。建立静态介质模型:在常压、25℃恒温、50%湿度的环境下,将内径为1 cm、装有1 ml工作介质的玻璃试管置入300 ml 37℃恒温水浴烧杯中,将550 μm激光光纤置入试管内工作介质中,连续激发激光60 s。利用电子温度测定仪连续记录试管内水温变化。激光工作模式分别设置为粉末化、碎块化、"爆米花"模式,功率设置为10~20 W,工作介质分别为生理盐水、蒸馏水、5%甘露醇溶液,记录不同模式、不同介质光纤周围温度变化。建立流动介质模型:在常压、25℃恒温、50%湿度的环境下,将相同光纤和温度探头置入内径为6 mm冲洗管,以生理盐水持续灌流,灌流量为100~1 200 ml/h。记录不同灌流量下激光发射期间局部水温变化。分析不同模式、不同介质、不同灌流量光纤周围实时温度变化情况。结果在工作介质为生理盐水的静态介质模型中,钬激光连续激发(6.0±1.2)s即超过43℃安全温度,激发(27.6±2.1)s达到平台期温度,停止激发后(38.2±2.4)s可降至安全温度;平台期温度粉末化组>"爆米花"组>碎块化组(P<0.01),其中20 W粉末化组最高,为(78.67±0.45)℃,10 W碎块化组最低,为(55.67±0.22)℃。在静态介质模型中,以5%甘露醇溶液作为工作介质的平台期温度[(73.92±0.44)℃ ]较蒸馏水组[(75.57±0.14)℃]和生理盐水组[(78.67±0.45)℃]低(粉末化模式,20 W)。在流动介质模型中,灌流量达到800 ml/h时,连续激发钬激光即可保持在安全温度(40.96±0.36)℃,停止激发后仅需(7.0±1.0)s降至初始温度。结论钬激光在相同的总功率下,碎块化模式热效应相对较低;相同总功率时,5%甘露醇溶液环境下钬激光激发时的热效应较低;≥800 ml/h的灌流量,可以有效降低钬激光热效应导致的局部高温。
简介:基于建立的新型三维仿真模型,采用分子动力学方法模拟单晶铜(100)表面纳米加工过程,研究材料的去除机理和纳米加工过程中系统的温度分布与演化规律。仿真结果表明:系统的温度分布呈同心型,切屑温度最高,并且在金刚石刀具中存在较大的温度梯度。采用中心对称参数法区分工件中材料缺陷结构的形成与扩展。位错和点缺陷是纳米加工过程中工件内部的主要缺陷结构。工件中的残余缺陷结构对于工件材料的物理属性和已加工表面质量具有重要影响。位错的成核与扩展、缺陷结构的类型均与纳米加工过程中系统的温度有关。加工区域温度升高有利于位错从工件表面释放,使工件内部位错结构进一步分解为点缺陷。采用相对高的加工速度时,工件中残留缺陷结构较少,有利于获得高质量的加工表面。
简介:目的比较微波与射频对离体猪股骨干骺端的制热效应,以指导临床应用。方法取20条新鲜成年猪股骨,根据数据随机法分成微波组与射频组2组,每组10个股骨样本分别采用微波和射频进行加热凝固。加热功率为60w,加热时长为300s,旁开加热点5、10、15mm测温,比较两种热疗技术的凝固范围和形状以及温度分布和变化趋势。结果60W·300s微波和射频凝固的纵径分别为37.1±3.2mm,28.3±2.5mm,前者明显大于后者(P〈0.05),横径分别为21.3±1.6mm,19.8±1.4mm,前者明显大于后者(P〈0.05)。微波消融后出现明显的炭化带,凝固区及充血带分布,射频消融后仅可观察到明显的凝固区。射频形成的凝固体较微波更接近球形。微波和射频的中心温度分别为126.2±1.51℃,100.2±0.70℃,前者明显高于后者(P〈0.05),旁开10mm处温度分别为91.5±3.7℃,58.3±2.4℃,前者明显高于后者(P〈0.05)。射频消融与微波消融各测温点分别在210s与255s内达到稳态,二者距离加热中心越近温度越高,上升速度越快。微波消融中心温度可达到120℃以上,射频消融中心温度不超过100℃。结论微波和射频对离体猪股骨干骺端凝固形状及凝固范围存在差异,中心温度和旁开10mm处温度,微波显著高于射频。微波较射频热场温度高,凝固范围大,在较大骨肿瘤的治疗中宜选用微波,射频消融较微波有更好的温控性。了解各自的制热特性有利于两种技术的合理选择。