Электроизоляция и разряд в вакууме - Сливков И.Н.
Скачать (прямая ссылка):
После некоторой тренировки разрядами эта разница обычно уменьшается, но начинают сказываться условия работы электродов: параметры электрической цепи, условия в меж-электродном зазоре, которые бывает трудно учесть и которые не всегда принимаются во внимание различными исследователями. Приводимые в этой главе численные данные, найденные различными авторами в неидентичных условиях, могут дать лишь диапазон тех величин токов, которые получаются в реальных случаях, а приведенные зависимости от напряжения, напряженности, материала электродов и пр. характеризуют скорее общую тенденцию и характер зависимости, чем точные соотношения между током и приводимыми параметрами.
Как указывалось выше, основная характеристика темновых токов — зависимость от приложенного напряжения и напряженности на электродах. Херд [66] для получения большого статистического материала по этому вопросу фотографировал на один кадр большое число кривых, полученных на экране осциллографа, где горизонтальное отклонение было пропорционально приложенному напряжению, а вертикальное—силе темпового тока. Каждая такая фотография была снята при неизменном межэлектродном расстоянии и электродах из определенного материала.
Совокупность большого числа фотографий позволила статистически обоснованно установить основные зависимости. Из-за изменения темнового тока при отдельных пробоях или в процессе длительного выдерживания электродов под напряжением на каждой фотографии получался большой спектр кривых, верхняя и нижняя границы которого показывали тот диапазон темновых токов, который может иметь место при данных условиях Измерения были проведены в вакууме 10“7 мм рт. ст. на установке, где предприняты существенные усилия для уменьшения содержания паров органических соединений, с электродами, подвергнутыми очень большому числу тренировочных пробоев для получения более или менее установившегося значения темнового тока при последовательных пробоях. Было найдено, что при межэлектродных расстояниях доли милли-
58
метра темновой ток определяется только напряженностью на катоде, а характер зависимости силы тока от этой напряженности близок к аналогичной зависимости для тока автоэлектронной эмиссии:
1 = BE* ехр(— Ь/Е), (15)
і
где В и Ь — константы, определяемые эмпирически для каждого отдельного случая.
На основе анализа фотографий Херд вычислил константы В и Ъ для верхнего и нижнего пределов силы темновых токов. Величины этих констант приведены в табл. 8. Эксперименталь-
Таблицэ 8
Константы В и Ъ в формуле (15) и темновой ток при ?=100 кв/мм [66]
р 2 >» О* ^ s 8 При минимальном токе При максимальном токе / при ?=100 KefMMr а
г Материал электродов Я п О К Sg ' S з 4 1 QJ «о О •—< CM *, I •?. .4 CQ Q QB • О A J сч I CQ Q
Закаленная сталь 24000 44,5 141 5,8 8,7 о_з. ю-?
Нержавеющая сталь 316 60 000 43,5 32 000 5,2 4,4 0—3 * 10 7
15 000 34 10 000 4,6 10,5 10—15—»10—в
Хастеллой-В 13 000 30,5 220 3,45 31,5 10-16-10-5
30%-ная никелевая сталь 10 000 28 6500 16 150 10 2.10-1°
Инвар 26 000 27 135 9,15 67,5 2-10—15 — 7-10—8
Инконель 12 000 18 2040 3,25 64,5 3.10-10— 4-IO-0
Тантал 15 000 17,5 2000 1,05 5,9 -—¦
С-15 (анодный графит) 2500 16 80 000 2,1 71 10-8—10-4
Спектрографический графит 10 000 17 25 000 6,4 130
Горячекатаная сталь 85 000 14,5 19 000 7 310
Марганцевая сталь 27 000 13,5 50 10,5 21 10-5
Медь, раскисленная фосфором 10 800 13 810000 12 3500
Никель 13 000 12 4600 1,1 365 —
Медь, переплавленная в вакууме 24 000 9,4 24 000 0,31 0,59 49 3450 2. IO-5
Алюминий разных марок* 9000 20 000 3.8 7.8 2500 4700 - - 111
Вольфрам 9100 — 4,04 13 500 2-Ю-*
M олибден 43 000 — 2,8 14 00 6-10-4
Ce ребро 25 000 2,94 63000 I 0,38 42 00
* У некоторых марок алюминия темновой ток (числа нижнего ряда) больше, чем у воль фрама и молибдена.
ные данные получены при зазоре 0,2 мм между полусферическими электродами диаметром 50 мм. Несмотря на такой размер электродов, очевидно из-за спада напряженности ог центра к краям, подавляющая часть темнового тока была сосре-
59
доточена на площади примерно 1 см2. Поэтому приведенные в табл. 8 данные можно считать относящимися к такой площади электродов. В этой же таблице приведены рассчитанные по приведенным константам силы темновых токов при напряженности 100 кв/мм.
Материал табл. 8 был расположен Хердом в порядке возрастания силы темновых токов. Именно такое расположение, по его мнению, составляет основную ценность таблицы, поскольку конкретные значения констант слишком сильно зависят от многих условий и значительно отличаются от значений аналогичных констант, которые можно вычислить по экспериментальным результатам, полученным другими исследователями. Это, в частности, видно из табл. 9, где приведены аналогичные константы b и В, вычисленные на основе экспериментальных данных других исследователей. Для сопоставления с данными табл. 8 значения констант и сила тока пересчитаны на
Таблица 9
Плотность темнового тока после тренировки электродов пробоями и значения констант в уравнении (15) по опытным данным различных исследователей
