Электроизоляция и разряд в вакууме - Сливков И.Н.
Скачать (прямая ссылка):
Метод измерения запаздывания импульсного пробоя при всех его достоинствах (простота, чувствительность и т. п.) позволяет в лучшем случае установить лишь общую количественную характеристику загрязнения поверхности электродов без расшифровки характера загрязнений, распределения их по
43
поверхности и т. п. В этом смысле он аналогичен другим методам определения чистоты катодной поверхности, например по работе выхода, стабильности и величине нормального катодного падения в тлеющем разряде, величине сухого трения, по характеру конденсации перенасыщенных паров и т. д.
В то же время для вакуумной электроизоляции далеко не безразличен характер распределения загрязнений по электродной поверхности. Для процессов, вызывающих пробой, очень важны локальные характеристики, например плотность тока, а не общая величина тока. В этом смысле отдельные микроскопические вкрапления, сконцентрированные загрязнения могут вызвать более серьезные отрицательные последствия, чем равномерно распределенный тонкий диэлектрический слой. Другими словами, характер влияния загрязнений на электропрочность в какой-то мере аналогичен влиянию на нее микрорельефа катода, когда более важна не общая шероховатость поверхности, а наличие аномально больших, хотя и редко расположенных выступов. Основное отличие заключается в том, что распределенное по поверхности загрязнение в большей степени, чем шероховатость поверхности, способствует образованию существенных локальных неоднородностей.
Указанные обстоятельства делают более желательными методы измерения послеразрядной эмиссии—индикатора состояния поверхности электродов, при которых помимо определения общего тока можно выявлять и места повышенной плотности тока. Такие измерения могут быть осуществлены в ва-кумме с помощью регистрации вспышек в люминесцентном аноде — экране и возбуждения послеразрядной эмиссии, например, слабым потоком ионов. При этом представляется перспективным сочетание измерений послеразрядной эмиссии, проводимых при малых и при больших напряженностях, когда возникает автоэлектронная эмиссия с наиболее острых выступов. Совместный анализ полученных характеристик, включая вычисление \iv и Лр, позволит получить значительно более полное представление о состоянии поверхности электродов. При этом, изменяя полярность электродов, можно получить сведения о состоянии и анода.
2.5. БЕСПРОБОЙНЫЕ МЕТОДЫ УЛУЧШЕНИЯ СОСТОЯНИЯ (КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ) ПОВЕРХНОСТИ ЭЛЕКТРОДОВ
Вопросам вакуумной гигиены и предварительной обработки
деталей электровакуумных приборов посвящена довольно обширная специальная литература [59—64]. Это избавляет от необходимости освещать многие вопросы подготовки деталей, работающих в вакууме, и позволяет сосредоточить внимание лишь на тех сторонах обработки электродов, которые непосредственно связаны с электропрочностью вакуумной изоляции.
44
В лабораторной практике предварительная обработка электродов перед установкой их в вакуум заключается в шлифовке и полировке рабочей поверхности, например, вольфрамовыми сетками. При этом избегают применения каких-либо паст, содержащих органические соединения. Для последующего обезжиривания электродов применение различных растворителей при надлежащей их чистоте примерно одинаково влияет на электропрочность. Однако после мытья электродов в растворителе необходимо удалить остатки растворителя, не давая ему высыхать на рабочей поверхности электродов. После обезжиривания не допускается прикосновение к электродам руками или необезжиренным инструментом. Хорошие результаты дает также и электрополировка при специально подобранном режиме и принятии мер против последующего появления на поверхности окислов [65].
По данным работы [32], электрополировка не дает лучшую, чем тщательная механическая полировка, поверхность, но все же на заключительной стадии обработки электрополировка предпочтительнее, так как, выявляя дефекты структуры поверхности, наличие инородных включений (помимо убыстрения процесса приготовления поверхности), она облегчает контроль качества поверхности. Пробивное напряжение повышается и при механическом упрочнении поверхностного слоя рабочей части электродов. Так, поверхностная закалка стальных электродов может повысить пробивное напряжение почти в 1,8 раза [66]. Повышение пробивной прочности электродов из меди наблюдалось, когда их поверхность была упрочнена наклепом.
Большое внимание должно быть уделено борьбе с пылью. По измерениям Н. Б. Розановой, пробивное напряжение для никелевых электродов при зазоре 0,4 мм снижалось с 65 до 7—9 кв, если на электродах появлялись свободно лежащие металлические крупинки размером 5—40 мкм [67]. Аналогичные результаты были получены в работе [68]. При исследовав нии работы высоковольтных модуляторных ламп было установлено, что загрязнения, остающиеся после сборки ламп в виде ворсинок и металлических частиц, образующихся из выплесков металла при сварке, в несколько раз снижают пробивное напряжение при наличии вибрации, видимо, из-за облегченного отрыва частиц от электродов [68а].
