Форма электрода, позволяющая минимизировать усиление электрического поля вблизи края электрода в плоскопараллельной электродной системе при s << D (здесь s – межэлектродное расстояние, D – диаметр электрода)
эффект полного напряжения
Высоковольтный пробой вакуумного промежутка. Пробой непосредственно через вакуумный промежуток. Катодные процессы. Процессы на острийном катоде при подаче импульсного напряжения. Взрывная эмиссия электронов. Явление исследовалось на остриях с углом конуса ~15град и радиусом закругления вершины (0,5 – 3)*10-5см при подаче прямоугольного импульса напряжения. При превышении некоторой критической плотности автоэмиссионного тока происходит самопроизвольное резкое увеличение (бросок) тока на порядок величины и более за время ~десятков наносекунд. Бросок тока происходит спустя некоторое время, называемое временем задержки tз. Бросок тока сопровождается взрывообразным разрушением кончика острия. Это и есть взрывная эмиссия.
Экспериментальные исследования с остриями различного радиуса при подаче импульсов различной амплитуды позволили найти связь задержки взрыва с плотностью тока: j2*tз=const Зависимость tз от напряжённости поля чрезвычайно сильная
I. предпробойная автоэмиссия; II. взрывное разрушение автоэмиттера (10 – 50 наносек); III. снижение скорости нарастания тока на порядок величины; IV. увеличение скорости нарастания тока и в дальнейшем переход к дуге. В режиме с перенапряжением выделить фазы I и III уже не удаётся. Фаза II переходит непосредственно в фазу IV
Высоковольтный пробой вакуумного промежутка. Пробой непосредственно через вакуумный промежуток. Катодные процессы.
Процессы на острийном катоде при подаче импульсного напряжения. Взрывная эмиссия электронов.
Численный расчёт с учётом эффекта Ноттингема.
Высоковольтный пробой вакуумного промежутка. Пробой непосредственно через вакуумный промежуток. Катодные процессы.
Процессы на острийном катоде при подаче импульсного напряжения. Взрывная эмиссия электронов.
Бросок тока (участок II) появляется в процессе взрыва и образования плазменного факела. Плазменный факел – выброшенный взрывом ионизованный проходящим током материал острия. Бросок тока объясняется ростом тока с катода в процессе взрыва и ростом поверхности, с которой ток отбирается в вакуум в сторону анода. Рост эмиссионного тока с катода связан с целым рядом причин. В результате взрыва увеличивается площадь эмитирующей поверхности, её температура растёт, растёт электрическое поле в слое пространственного заряда, разделяющем катод и плазму. Так объясняется рост тока в предположении, что между катодом и плазмой есть локализованная фазовая граница и на этой границе формируется слой пространственного заряда. В настоящее время развивается и другой подход. Предполагается, что фазовой границы нет, т.к. кончик катода перегревается до температуры, превышающей критическую. Имеет место непрерывный переход из твёрдого тела в неидеальную (сверхплотную плазму). Это становится возможным при столь быстром вводе энергии, при котором температура будет расти со скоростью >1011 K/с, а количество введённой энергии в расчёте на частицу превзойдёт энергию сублимации ( ~ несколько эВ/част.). В таких условиях потенциальный рельеф меняется и скачка потенциала между твёрдым телом и плазмой (работы выхода) как такового не образуется. Ток с поверхности плазменного факела ограничен законом трёх вторых (практически всё напряжение приложено в промежутке факел – анод). Единичный акт взрывной эмиссии (в последнее время Г.А. Месяцем предложен термин «эктон») длится несколько (5 – 10) наносекунд. Взрывной процесс прекращается, когда из-за расширения зоны токопрохождения падает плотность тока и становится существенным отвод энергии от кончика теплопроводностью в тело катода. На начальной стадии плотность тока достигает 109 А/c и к концу падает до (2 – 3)*108 А/с. Унос массы ~ 3*10-11 г. Часть массы уносится микрокаплями, разбрызгиваемыми из расплава под действием давления, которое достигает ~кбар. Скорость разлёта факела ~(1 -2)*106 см/c. В импульсах длительностью ~ 100 нс были обнаружены следы десятка и более отдельных взрывных актов. Поэтому важным является вопрос, как образуются новые взрывоэмиссионные центры непосредственно после отмирания предыдущего, либо в период его функционирования. Предполагается, что новые взрывные центры образуются на микронеровностях жидкой фазы, образующихся вследствие развития различного рода неустойчивостей, при усилении электрического поля в слое пространственного заряда. Усиление поля происходит при повышении потенциала плазмы из-за недостаточной эмиссионной способности факела (ток, определяемый законом трёх вторых, в результате разлёта факела и спада концентрации плазмы на его анодной границе, может оказаться больше, чем эмиссионная способность этой границы).
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.