真空电弧阴极微坑

电极表面抗侵蚀

通过改进平滑粒子流体动力学方法揭示阴极微坑的形成机理，为抑制真空电弧下电极表面侵蚀提供新途径。

张颖瑶 · Yuan, Ma · Shuai, Lei · 袁之康 · 金立军

IEEE Transactions on Dielectrics and Electrical Insulation 2024

技术优势

能算自由表面

引入自由表面检测算法，可在SPH框架中准确追踪液态金属池的演变，从而重现微坑形成过程。

耦合电场效应

将电流连续性方程纳入模型，能够考虑电弧电流对阴极熔池行为的影响，提高仿真物理完整性。

定量给出关键参数影响

系统研究了等离子体压力和能量通量密度等外部参数对微坑特征的影响，为电极设计提供定量依据。

应用场景

• 真空电弧电极：用于真空开关电极寿命预测，替代昂贵且耗时的侵蚀实验。
• 电极抗侵蚀：通过理解微坑形成机理，指导抗侵蚀材料筛选和结构优化。
• 电接触材料：评估电接触材料在电弧下的退化行为，辅助成分设计。