Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Сливков И.Н. -> "Электроизоляция и разряд в вакууме" -> 12

Электроизоляция и разряд в вакууме - Сливков И.Н.

Сливков И.Н. Электроизоляция и разряд в вакууме — М.: Атомиздат, 1972. — 304 c.
Скачать (прямая ссылка): elektroizolyaciyairazryadvvakuume1972.pdf
Предыдущая << 1 .. 6 7 8 9 10 11 < 12 > 13 14 15 16 17 18 .. 122 >> Следующая


2000 Pm 2300 3200 T9VC

Рис 8 Изменение радиуса вершины вольфрамового острия, прогреваемого в течение указанного на кривых времени при различных температурах

вого острия в зависимости от времени прогрева при температуре 2800°К Сравнительно быстрое вначале затупление в дальнейшем, когда г достигает значения около 0,7 мкму замедляется [38]. При прогреве вольфрамовых электродов, имевших форму сферы (диаметром 6,25 мм) и плоскости, не удавалось сгладить выступающие части поверхности так, чтобы коэффициент усиления поля \i стал меньше 10 [28]. Затупление выступов легко-

31
плавких металлов (Fe, Pt и Ni) происходит с большими скоростями.

При наличии электрического поля миграция атомов определяется совместным действием сил электрического поля и поверхностного натяжения. Скорость изменения высоты острого выступа в этом случае

dh

dt

dh

dt

2

а

S



(12)

где E — напряженность на вершине выступа. Действие электростатических сил может полностью компенсировать поверхностное натяжение: еоЕ2/&к = а$/г. Скорость миграции в этом случае (,dh/dt)E =0, и геометрическая форма нагреваемого выступа не

птм

Рис. 9.

острия

ЩО t7cex

Изменение радиуса вершины вольфрамового в зависимости от длительности прогрева / при температуре 2800° К.

меняется. Это позволяет, в частности, измерить поверхностное натяжение металла при температурах ниже точки плавления. Для вольфрама при температуре 2000° К и г=0,55 мкм равновесие достигалось в полях с ?«1,1 -IO6 в/мм, что соответствует значениям CCs = O,029 н/см (при 7=3380° К, as=0,023 н/см). Аналогичные оценки для молибдена в области температур 1200—

1900° К дают значение as=0,026 н/см (для жидкого молибдена as = 0,0208 н/см) [41].

При дальнейшем увеличении напряженности электрического поля атомы металла начинают мигрировать от основания к вершине острия, что приводит к перестройке и росту его. Bp емя перестройки экспоненциально зависит от температуры

t ~ exp (QE/kT).

(13)

32
Существенно, что под влиянием электрического поля происходит значительное уменьшение энергии активации поверхностной диффузии Qe H соответствующее увеличение скорости миграции. В табл. 2 представлены измеренные значения энергий активации поверхностной диффузии на вольфраме и молибдене при ?=0 и ?=т^0, когда наблюдалась перестройка острий.

Таблица 2

Измеренные значения энергий активации поверхностной диффузии на

вольфраме и молибдене (?—0)

Металл' Энергия активации, BejamoM Направление миграции Область температур, 0K Литература
Вольфрам 3,5±0,3 Затупление 1200—1500 [40а]
3,2±0,2 1200— 1600 . [40]
> 3,14±0,08 1800—2700 [39]
Молибден 2,86-(-0,15 о о о> т"Н I о о CM г—( [41]
Вольфрам 2,36±0,2 Рост 1200—1600 [43]
2,44±0,05 » 1700—2100 [44]
Молибден 2,00*0,05 1200—1900 [41]

Изменение формы эмиттирующего острия в электронном проекторе наблюдалось многими авторами [41, 43, 44]. Происходящая в электрическом поле перестройка острия связана обычно с превращением вершины его из округлой в граневую. В поле напряженностью приблизительно 10 Me I мм на гладком вольфрамовом аноде, нагретом до температуры около 1000°К, за время примерно 20 мин возникало большое число острых выступов с коэффициентом |х«3-г-4. Поле обратной полярности напряженностью приблизительно 4,3 Мв/мм, приложенное к поверхности, на которой уже имелись некоторые неровности, приводило ко росту их уже при комнатной температуре [28].

Наличие на поверхности загрязнений существенно облегчает поверхностную диффузию и снижает значение напряженности электрического поля, при котором происходит изменение направления диффузии (в места с более высокой локальной напряженностью поля). Формально это объясняется уменьшением энергии активации поверхностной диффузии и поверхностного натяжения при наличии загрязнений. Существенно подчеркнуть,

что мигрируют не только сами загрязнения, но и атомы основного материала.

Изменения, происходящие на поверхности электродов в электрическом поле, наблюдались в работе Л. В. Тарасовой и др. [45]. Ими производилась микрокиносъемка поверхностей

2 И. Н. Сливков

33
медных электродов, имевших заостренную форму с радиусом вершины около 0,1 мм. Электроды находились в вакууме порядка 10~5 мм рт. ст. с непрерывной откачкой масляным диффузионным насосом без вымораживания паров масла. В первой серии опытов электроды были покрыты значительной пленкой масла. В таком состоянии они обычно находятся, если система

5,2*8

5?кб

4,2кб

8ркб

Рис Ш. Рост масляных выступов на электродах в результате приложения высокого напряжения

Рис. 11. Рост металлического острого выступа на

аноде.

откачивается паромасляным насосом в течение нескольких дней. Во второй серии опытов электроды промывались растворителями, но пары масла опять не вымораживались. Удалось отчетливо наблюдать изменение формы поверхности электродов: перемещение крупных частиц, рост и исчезновение отдельных острых выступов. На рис. 10 приведены фотографии поверхностей электродов, загрязненных пленкой масла. Расстоя? ние между электродами равно ОД мм. Верхний электрод — катод, нижний — анод. Выступы, образуемые пленкой масла, удлиняются с ростом напряжения, радиус кривизны вершины уменьшается. Грубая оценка размеров радиуса вершины из условия
Предыдущая << 1 .. 6 7 8 9 10 11 < 12 > 13 14 15 16 17 18 .. 122 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed