Электроизоляция и разряд в вакууме - Сливков И.Н.
Скачать (прямая ссылка):
Как будет видно из следующего раздела, темновой ток при сравнительно низких напряжениях и чистых вакуумных условиях — это, по-видимому, ток автоэлектронной эмиссии с ост-
68
рых выступов на катоде, и совпадение по виду эмпирического выражения (16) с формулой автоэлектронной эмиссии (см. приложение) отражает физическую сущность явления. Однако оценки величин jut и эмиттирующей площади ЛЭм с использованием эмпирических значений Bnb могут привести к большим ошибкам, о чем будет идти реч^> в следующем разделе. В то же время тенденцию изменения (X И ЛЭм при изменении условий
Таблица 10
Значения констант Ь и В в выражении (15), определяющих темновой ток, для электродов из инвара в зависимости от величины шунтирующей емкости
сш, пф Ъ, IO8 вім В, IO-21 a- M2Je2 Сш. Ь, IO8 е/м В, IO-21 а*х2/в*
118 1,29 3980 8 450 2,08 4 170
2120 1,55 1000 12620 3,15 1 000
4280 1,39 9950 25120 5,11 * 35 000
5120 1,64 6030 I
на электродах определить таким путем можно. Так, данные рис. 20 и табл. 10 показывают, что увеличение Сш приводит к уменьшению \х {\i~b~1) и, как правило, к увеличению Лэм (ЛЭМ~В&2), что логично объяснить более интенсивным оплавлением эмиттирующих выступов при разрядах, когда Cnl больше.
Влияние микроразрядов и длительного высокотемпературного прогрева электродов на темновой ток изучали Л, И. Пивовар и В. И. Гордиенко [94]. В вакууме 10“9—IO""10 мм рт. ст. электроды из молибдена тренировали микроразрядами до получения наименьшей силы темнового тока. Затем порознь оба электрода прогревали при температуре 1800—2000° С в течение нескольких часов, причем было исключено попадание продуктов испарения с прогреваемого электрода на противоположный. Напряжение на электроды для измерения силы темнового тока подавали только после полного охлаждения их. На рис. 21 приведены результаты измерений при зазоре между электродами 4 мм. Видно, что длительный интенсивный прогрев катода привел к сильному возрастанию темнового тока, к снижению напряженности появления заметного темнового тока в 5—6 раз по сравнению со случаем, когда электроды были оттренированы микроразрядами. Если же после описанного прогрева катода дополнительно полировали его поверхность, то такого большого возрастания темнового тока не наблюдалось. Длительный прогрев анода также увеличивал темновой ток, но не в такой степени, как прогрев катода. При этом отмечается, что зависимость темнового тока от напряжения (напряженности) после прогрева анода скорее напоминает
69
эффект Шоттки (Ig/~|/ ?), чем выражение для тока автоэлектронной эмиссии, подобное уравнению (15)
Приведенные результаты Л. И. Пивовара и В. И. Гордиен-
ко по влиянию прогрева катода в какой-то мере противоречат часто наблюдаемому сглаживанию выступов на поверхности
Рис. 21. Изменение тока для двух различных экземпляров молибденовых электродов площадью около 1 см2 (5=4 мм; р=Ю~9 мм
рт. ст.):
1 — после высокотемпературного прогрева катода;
2 — после высокотемпературного прогрева анода; 3 — электроды оттренированы микроразрядами; Д и + —
разные экземпляры электродов.
эмиттера (что ведет в последующем к уменьшению тока при том же напряжении). Видимо, это расхождение объясняется различным режимом нагрева, его интенсивностью и длительностью или же различным исходным материалом для изготовления катода как по составу, так и по сортаменту (в част-
* Влияние рабочей температуры на темновой ток описано в следующем разделе.
(Крибая 1) 8,2 0,3 0,5
JO/f, м/й
70
ности, Л. И. Пивовар и В. И. Гордиенко использовали тонкую молибденовую ленту в отличие от проволочных или более массивных катодов, применявшихся другими исследователями) .
Максимальная сила темнового тока, которая может быть достигнута без возникновения микроразрядов или пробоев, зависит от состояния поверхности электродов, остаточного давления и межэлектродного зазора. Чем меньше зазор, чище электроды и лучше вакуум, тем больше максимально возможная сила темнового тока. При S=I мм, /?^10-6 мм рт. ст. и хорошо тренированных электродах плотность тока может достигать значений больше 1 ма/см2\ при р= 10~3— IO-4 мм рт. ст. она на 1—2 порядка меньше. Представление а токах при больших межэлектродных зазорах дает табл. 11, со-
Таблица II
Темновые токи при напряжении возникновения микроразрядов для тренированных плоских электродов из нержавеющей стали
St MM P=3 10”8 мм pm. ст. р—о ¦ 10 4 мм рт. ст.
/, мка U9 ке I, мка U, кв
10 12—100 4—10
20 1—15 270 0,1-0,3 320
30 0,1—1 290 0,03—0,05 380
40 0Т02—0,09 300 10~3 425
50 10-8 " 2.10-4 460
ставленная по результатам работы [103], где измерения проводились с плоскими тренированными электродами диаметром 200 мм из нержавеющей стали. Максимально возможные токи в этих опытах были ограничены возникновением микроразрядов.
Измерения, проведенные в этой работе, показали, что вольт-амперная характеристика не подчиняется уравнению автоэлектронной эмиссии типа (15): зависимость Ig(IE~2) от IIE нелинейна, наклон кривой возрастает с увеличением E. Ток не зависел также от напряжения (при одинаковых значениях E).
