АМП оказывает сильное влияние на динамику КП.Расширение катодной привязки после поджига дуги замедляется тем больше, чем больше индукция АМП. Поэтому фаза развития СВД удлиняется. Замедление процесса развития связано с тем, что в СВД, стабилизированной АМП, КП движутся по спиралевидным траекториям (угол Робсона). Кроме того, АМП препятствует перемещению КП на боковую поверхность катода и тем самым стабилизирует горение дуги. Структура катодной привязки в СВД, стабилизированной АМП, отличается от структуры привязки свободногорящей СВД. Даже на чистых металлах КП существуют не только на кольце, но и внутри него. Однако распределение КП внутри кольца лишь в первом приближении можно считать однородным. При больших значениях B явственно просматривается спиральная структура привязки – КП концентрируются вблизи спиралей, исходящих из центра. Зависимость напряжения развившейся дуги от индукции АМП при фиксированном значении тока (Вольт-Тесловая характеристика или ВТХ) имеет V-образную форму и состоит из трёх участков: 1, 2 и 3. Это означает, что есть два характерных значения индукции АМП: B1 и B2. При B = B1 участок 1 стыкуется с 2, а при B = B2 участок 2 стыкуется с 3. Значения B1 и B2 зависят от тока, диаметра и материала электродов. Участок 1 характеризуется быстрым быстрым спадом напряжения и уменьшением уровня шумов при увеличении B. Участок 2 характеризуется практически неизменным напряжением и низким уровнем шумов. Участок 3 характеризуется медленным ростом напряжения (~ B1/2) и низким уровнем шумов. При увеличении B напряжение на этом участке, в отличие от напряжений на участках 1 и 2, не зависит от тока и равно напряжению горения слаботочной дуги. То есть, напряжение горения дуги определяется только индукцией АМП (и длиной дуги), но не зависит от тока дуги. На участках 2 и 3, в отличие от участка 1, развившаяся СВД далее остаётся в стационарном состоянии Спад напряжения и уменьшение шумов на участке 1 (B < B1) связан с уменьшением боковых потерь ионов. Это обусловлено тем, что АМП ограничивает возможность КП покидать рабочую поверхность катода. Замагниченность электронной компоненты плазмы при B < B1 невелика (ωeτe < 1), поэтому уменьшение поперечной диффузии электронов (а с ними и ионов) не существенно. Этот механизм уменьшения боковых потерь будет работать в более сильных полях на участке 2 и далее. (D┴ = D/[1+(ωeτe)2], где D┴ - коэффициент диффузии электронов поперек магнитного поля.) Постоянство напряжения на участке 2 (B1< B < B2) можно объяснить постоянством плотности тока. На этом участке катодная привязка дуги занимает всю площадь катодной накладки, на боковой поверхности катода КП практически нет. На участке 3 (B > B2) плотность тока начинает расти, т.к. развившаяся дуга в квазистационарном состоянии занимает уже не всю площадь накладки. Увеличение плотности тока вызывает увеличение напряжения на дуге.
Кадры скоростной фотосъёмки СВД, стабилизированной внешним однородным АМП. a) B<B1; b) B1<B<B2; c) B>B2. Катод внизу.
ВТХ СВД с Cu и CuCr30 электродами. D = 30 мм, h = 4 мм. CuCr30: – I = 3.5kA; – I = 7kA; – I = 11kA; – I=15kA. Cu: – I =3.5kA; – I =7kA; – I= 11kA.
ВТХ СВД с CuCR30 электродами. D = 50 мм, h = 8 мм. – I = 3.5 kA; – I=7 kA; – I = 11 kA; – I = 21 kA; – I = 32 kA.
Сильноточная вакуумная дуга.
СВД, стабилизированная однородным АМП. Нормальная плотность тока. Межэлектродный промежуток фиксирован, поджиг вспомогательным электродом, питание прямоугольным импульсом тока.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.