Электроизоляция и разряд в вакууме - Сливков И.Н.
Скачать (прямая ссылка):
1—3 места эмиссии, но более интенсивных. Наблюдение с помощью микроскопа свечения на аноде позволило обнаружить слабосветящиеся пятна диаметром приблизительно 0,5 мм [99]. При плоских стальных электродах диаметром несколько миллиметров, зазоре 0,42 мм и напряжении 60—70 кв обычно было 4—5 пятен, но иногда число их возрастало до 20—25.
0У02
0,03
(},№ IftiMM/к§
Рис. 16. Темновой ток при плоских медных
электродах.
62
Для плоских электродов диаметром 44 мм из никеля и алюминия, находившихся в безмасляном вакууме лучше IO-7 мм рт, страспределение тока изучалось в работе [100]. Чтобы измерить распределение электронной составляющей тока, плоский анод прорезали параллельными щелями размером 0,25x7 мм (по нескольку в ряд с расстояниями между рядами 2,5 мм), а за щелями установили 22 отдельных токоприемника
«41
4?
<м
а
1,7 100/Е, Кв/мм
7,g №,(кИ/мм)1*
Рис. 17. Темновой ток между плоскими электродами из нержавеющей
стали.
(цилиндра Фарадея) так, что идущий от катода на анод ток мог, проходя через щели, попадать в токоприемники. Токовые сигналы от токоприемников (непосредственно или через ячейки памяти 10—20 сек) с помощью системы последовательного опроса подавались на осциллограф. Анод вместе с токоприемниками мог перемещаться параллельно самому себе в направлении, перпендикулярном к щелям, так что в токоприемники мог попадать ток, эмиттируемый разными участками катода. Это позволяло измерять ток с более чем 200 отдельных участков катода, охватывавших почти всю рабочую поверхность последнего.
На рис. 18 приведена типичная картина распределения тока. Каждый кадр снят при неизменном положении электродов, но после съемки очередного кадра анод сдвигался на половину щели, т. е. соседние кадры различаются тем, что картина распределения тока на одном кадре получена для участков, отстоящих от соответствующих участков для второго кадра на 0,125 мм. На каждом кадре два правых пика показывают величину общего тока между электродами, остальные пики —
63
Рис. 18. Распределение тока по поверхности никелевых плоских электродов диаметром 44 мм (s — 1 мм\ U« 12 кв; р=1-10“8 мм рт. сг. Сила общего тока 0,3 лш.
Кадры 14—16 в масштабе 1:2).
токи отдельных токоприемников. Соотношение чувствительности записи таково, что при равномерном распределении тока по поверхности все пики от токоприемников были бы равны между собой и в 2,6 раза меньше пиков общего тока. Поэтому, например, большой пик на кадре 15 показывает, что в этом месте плотность тока была в 1? раз больше усредненной по всей поверхности электрода.
Из рис 18 видно, что ток с катода в данном случае содержал не менее 20 отдельных пучков. В процессе съемок подобных распределений при напряжениях, близких к пробивному, были обнаружены пучки с током силой порядка 1 ма и площадью поперечного сечения (на аноде) менее 1 мм2. Картины распределения тока по поверхности при значительном изменении напряжения не были полностью подобны друг другу. В частности, интенсивные пучки электронов иногда возникали при близком к пробивному напряжении на тех местах, которые при меньших напряжениях не выделялись существенно повышенной эмиссией. Измерения показали также, что даже наиболее интенсивные пучки составляли не более 20—25% всего тока.
Предварительная обработка электродов заметно влияет на величину темнового тока. Так, по данным Броуди [93], темновой ток при прочих равных условиях меньше, когда помимо машинной полировки поверхности электродов была применена и ручная доводка. Ток был меньше при переходе от технически чистого (99%-ного) никеля к никелю повышенной (99,98%-ной) чистоты. Это расхождение в значениях тока существенно уменьшалось после тренировки электродов несколькими рядами и даже выдержки электродов при высокой напряженности электрического поля (оставшееся расхождение не превышало трехкратного).
При первой подаче на электроды постоянного напряжения даже в очень чистых вакуумных условиях темновой ток медленно возрастает в течение нескольких минут (рис. 19) [93]. Это явление обратимо, т. е. наблюдается вновь при повторной после длительного перерыва подаче напряжения. При длительном приложении напряжения токи нестабильны (испытывают плавные изменения и скачки, обычно с общей тенденцией к снижению). Нестабильность тока зависит от вакуума: при 10 _1° мм рт. ст. ток более стабилен, чем при IO-8 мм рт. ст. Беннетт и др. [26] после интенсивной термообработки вольфрамового полусферического катода диаметром 0,7 мм при изме* рении темнового тока в вакууме лучше IO-10 мм рт. ст. обнаружили, что если сила тока меньше 1 мка, то он стабилен в течение многих часов; если же он больше 10 мка, наблюдаются значительные флюктуации в обе стороны При больших размерах электродов ток бывает стабилен вплоть до максимальной силы, ограниченной пробоем. Однако при этом токи, приходящиеся на малые участки электродов (площадью менее
3 И. Н. Сливков
65
1 мм2), даже в чистых вакуумных условиях часто испытывают значительные хаотические колебания длительностью меньше 1 сек [100, 101].
