熱離子轉換器英文解釋翻譯、熱離子轉換器的近義詞、反義詞、例句

英語翻譯：

【電】 thermionic converter

分詞翻譯：

熱離子的英語翻譯：

thermion
【化】 thermion
【醫】 thermion

轉換器的英語翻譯：

【計】 changer; converter; swapper
【化】 transducer
【醫】 revolver
【經】 converter

專業解析

熱離子轉換器（Thermionic Converter）是一種将熱能直接轉化為電能的裝置，其核心原理基于熱電子發射效應（Thermionic Emission）。當金屬或半導體材料（陰極）被加熱至高溫時，其表面的電子獲得足夠能量克服材料功函數（Work Function）的束縛，逸出表面形成電子流。這些電子在真空中遷移至溫度較低的陽極，從而産生直流電。

核心工作機理

熱電子發射：陰極（通常為鎢或铯塗層材料）被加熱至1200°C–2000°C，電子克服功函數（例如鎢的功函數約4.5 eV）逸出表面。
空間電荷效應：電子在陰極-陽極間隙形成負電荷雲，需通過減小間隙（微米級）或引入铯蒸氣離子中和電荷以提升效率。
能量轉換：電子在陽極被收集，動能轉化為電能，理論效率受卡諾循環限制，實際效率約10%–20%。

典型應用場景

航天器電源：如蘇聯的"Topaz"核反應堆衛星系統，利用放射性同位素加熱陰極實現長期供電。
特種發電系統：高溫工業廢熱回收或與核反應堆耦合的靜态發電裝置。

技術優勢與局限

優勢：無運動部件、靜音運行、高功率密度（>5 W/cm²）、耐輻射環境。
局限：高溫材料成本高、熱應力易導緻結構失效、低工作溫度下效率驟降。

權威參考文獻

《熱離子能量轉換基礎》（Hatsopoulos & Kaye, 1973）詳述熱電子發射理論與器件設計。
NASA技術報告（1968）分析航天應用中的熱離子反應堆性能參數。
《核工程手冊》（Todreas & Kazimi, 2021）對比熱離子與熱電偶發電技術差異。
國際原子能機構報告（IAEA-TECDOC-1911, 2019）評估空間核電源系統中熱離子轉換器的可行性。

（注：因搜索結果未提供直接鍊接，參考文獻來源标注為經典著作及權威機構報告名稱，實際引用時需核實具體出版信息。）

網絡擴展解釋

熱離子轉換器（Thermionic Converter）是一種将熱能直接轉換為電能的固态裝置，其核心原理基于高溫下的熱電子發射現象。以下是綜合多來源信息的詳細解釋：

1.工作原理

熱離子轉換器利用金屬在高溫下發射電子的特性（即熱電子發射）。其結構類似于真空二極管，包含兩個電極：

發射極（陰極）：加熱至1500°C以上，電子因熱能激發逸出表面；
接收極（陽極）：溫度較低，接收電子形成電勢差，電子流經外部電路産生電流。

電極間通常填充铯蒸氣，用于降低電子逸出功并中和空間電荷效應，提高效率。

2.性能特點

高效率：靜态熱電轉換效率最高，無需機械中間環節；
適用場景：適合極端高溫環境（如核反應堆、航天器電源）；
局限性：受斯特藩-玻爾茲曼定律（黑體輻射損失）和空間電荷效應限制，需進一步優化材料與結構。

3.應用領域

核能發電：作為核反應堆電源，将裂變熱能直接轉換為電能；
分布式能源：家用燃氣設備中集成，實現熱電聯産；
航天技術：為衛星等航天器提供輕量化、高可靠電源。

4.研究進展

近期研究聚焦于近場熱離子與熱光伏混合系統，通過調控電子和光子傳輸路徑，突破傳統效率瓶頸。例如，優化電極材料（如耐高溫陶瓷塗層）可提升工作溫度與壽命。

熱離子轉換器憑借直接能量轉換優勢，在高溫場景中潛力顯著，但需解決材料耐熱性、空間電荷效應等問題。當前研究正探索混合系統與納米技術應用以突破性能極限。