Электроизоляция и разряд в вакууме - Сливков И.Н.
Скачать (прямая ссылка):
Основные параметры, характеризующие микроразряды, —-напряжение их возникновения при его плавном подъеме t/MPr длительность тМр и амплитуда импульса тока /мр и величина переносимого за один импульс электрического заряда qMр-Важное значение имеет и частота возникновения микрозарядов. Представление об этих параметрах и диапазоне наблюдаемых величин дает табл. 14.
Из приведенных в таблице данных виден широкий разброс результатов измерений, что в значительной степени объясняется зависимостью основных параметров микроразрядов от обработки и тренировки электродов, давления и состава остаточных газов, параметров электрической цепи, величины межэлектрод-ного промежутка и материала электродов.
Для свежеприготовленных электродов, если вакуумная система и, следовательно, электроды мало загрязнены парами органических соединений, напряжение возникновения микроразрядов после нескольких разрядов повышается, т. е. наблюдается так называемый эффект тренировки. При длительном нахождении электродов в вакууме, особеннно при наличии на электродах напряжения, вызывающего непрерывные микрораз-
78
Таблица И
Основные характеристики микрораэрядов при постоянном напряжении
по измерениям различных исследователей
Материал и форма электродов Вакуум, мм рт. ст. Зазор, MM кв .макс мр , мка V *** Лите- рату- ра
Медные диски диа- !О-* — 3 45 20—50 IO-8 10-« — [123]
метром 20—50 мм 10-5 2.10-*
Медные диски диа- 2.10-5 5 50 IO-7— [115]
метром 60 мм 10“5
36 65 — —
Медные диски 2 * 10—5 2 20 200 (1-4)Х Yin—6 5.10—2 1129]
380 120 100 10“5 5.10-3
Медные диски диа- 10-9 — 2 55—82 200— 10”« (6-50) X [130]
метром 44 мм 10-4 11000 ХЮ“5
Стальные диски диа- 10-5 _ 1 15—44 10—500 10-е 5.10-5 _ [131]
метром 20 мм ю-6 • 5*10-4
Молибденовые по-
лоски площадью
1 см2:
хорошо очи- ю—9 4 135 — — —
щенные •
окисленные 10-» 4 40—50 — — —— [94]
ряды, Uuр сильно зависит от качества вакуума и главным образом от содержания органических паров. В табл. 15 приведены результаты измерений <Умр в вакууме IO-5— IO-4 мм рт. ст. [131].
Таблица 15
Зависимость напряжения возникновения микроразрядов» кв, от качества вакуума
при зазоре 1 мм между стальными электродами
Вакуумные условия Начальное значение После (2—15)-104 микроразрядої в течение 8 ч
Пары высоковакуумной силиконовой смазки 44 33
Пары углеводородного масла для диффузионного 40 28
насоса
Пары імасла для форвакуушюго насоса 38 15
При более длительной тренировке (до 2-Ю5 микроразрядов) на электродах образовывался налет, по-видимому, вследствие крекинга адсорбированных органических соединений к происходило снижение Umр. Значение (Умр повышается пр* откачке системы ртутными насосами [117].
Остаточное давление также влияет на напряжение возникно вения микроразрядов. По измерениям Мэнсфилда и Фортескьк
71
[І29], увеличение давления от IO-5 до IO-4 мм рт. ст. повышает Uwр на 12—20%. Для большого расстояния между электродами (380 мм) в некоторых опытах они получили очень сильное изменение Umv: от 125 до 420 кв при увеличении давления от
2-Ю-5 до 2-Ю-4 мм рт. ст. путем напуска атмосферного воздуха. При напуске водорода изменение Umv меньше. Двукратное изменение Uл,ф при изменении давления в том же диапазоне величин наблюдалось и Клиффордом с Фортескью [117]. Влияние давления на напряжение возникновения микроразрядов при сантиметровых зазорах видно также из табл. 11.
Описанное влияние на величину Uup давления и состава остаточных газов показывает большую роль адсорбированных на поверхности электродов газов и паров, особенно органических соединений. Как известно, состав адсорбированных пленок близок к составу остаточного газа только в начальные моменты адсорбции (например, в первое время после обезгаживания электродов прогревом). Затем из-за разницы в теплотах адсорбции и испарения все больше начинают преобладать углеводороды, которые как бы вытесняют адсорбированные ранее газы. Однако чем меньше содержание углеводородов в остаточном газе и меньше абсолютное значение их парциального давления, тем в меньшей степени и медленнее происходит заполнение адсорбированной пленки углеводородами. Из-за этого, по-види-мому, происходит уменьшение ?/мр при возрастании парциального давления паров углеводородов (см. табл. 15) и увеличение ^мр с ростом общего давления и сохранением парциального давления паров углеводородов [117, 129]. Уменьшением содержания углеводородов в адсорбированной пленке можно объяснить и наблюдавшееся в течение 10—60 мин временное повышение напряжения возникновения микроразрядов после прогрева электродов до температуры, несколько большей 200° С [129], а также после воздействия на электроды тлеющего разряда в водороде или ускоренных ионов аргона и водорода [122]. В. И. Гордиенко и JI. И. Пивовар [125] нашли, что с ростом температуры электродов от 150—200°С до температуры плавления материала электродов (медь, сталь и др.) напряжение возникновения микроразрядов повышается примерно одинаково при нагреве только анода или катода. Однако следует отметить, что при нагретом аноде частота следования микроразрядов выше.
