Электроизоляция и разряд в вакууме - Сливков И.Н.
Скачать (прямая ссылка):
ной, электронной
82
единодушному мнению о их физической природе. Согласно этим представлениям, микроразряд — взаимная вторичная эмиссия положительных и отрицательных ионов. Такая взаимная эмиссия может быть самоподдерживающейся и даже возрастающей, когда коэффициент вторичной эмиссии отрицательных ионов при
бомбардировке катода положительными ионами kZ и и коэффициент вторичной эмиссии положительных ионов при бомбардировке анода отрицательными ионами k? и находятся в соотношении
?:.•#„> 1. (18)
Электроны, хотя и являются наибольшей составляющей тока микроразряда, по-видимому, не играют большой роли в возникновении и поддержании микроразряда и представляют собой как бы побочный продукт, получающийся при бомбардировке катода положительными ионами. Малая роль электронов в механизме микроразрядов убедительно была показана Л. И. Пивоваром и В. И. Гордиенко [124], определившими влияние поперечного магнитного поля на микроразряды. Магнитное поле* не позволяло электронам, рожденным на катоде, пересечь зазор и бомбардировать анод. Однако это не изменило напряжение* возникновения и протекание микроразрядов, хотя переносимый за импульс тока заряд уменьшился в 2—3 раза. Аналогичные результаты получены были Боэршом и др. [133, 134]. Решающая роль ионного обмена показана в работах Арналя и др. [135, 136], где измерялось время развития микроразряда между плоскими электродами, установленными косо относительно друг друга, т. е. электрическое поле в зазоре имело клиновидную форму. Начавшись в узкой части зазора, микроразряд распространялся в сторону больших зазоров в соответствии с характером движения частиц, выбиваемых из электродов, в клиновидном поле. Измерение скорости распространения микроразряда показало, что она определяется движением тяжелых ионов, у которых М/е более 100 протонных единиц.
Для чистых поверхностей электродов значения kZ-H я ничтожно малы, и условие (18) не может быть выполнено. Однако наличие на поверхности разного рода загрязнений, окис-ных пленок, адсорбированных газов и особенно паров органических соединений, по-видимому, приводит при достаточно высокой энергии ионов к такому возрастанию kZ-и и k?u, что условие (18) выполняется и микроразряд развивается. В процессе прохождения импульса тока поверхность электродов частично» очищается, главным образом от адсорбированных газов и паров,
коэффициенты и kZ-и уменьшаются и разряд прекращается вплоть до того момента, когда из-за увеличения адсорбированного слоя условие (18) становится вновь выполненным. Закономерности этого процесса теоретически рассмотрены в работе*
83;
[137]. Увеличение адсорбированного слоя может происходить не только за счет поступления молекул остаточного газа из вакуумного объема, но также из-за диффузии на поверхность примесей и растворенных газов из электродов.
Если сделать довольно естественное предположение, что
?Ги и /SsbTe возрастают с увеличением напряжения при неизменном состоянии поверхности электродов, а при фиксированном напряжении с увеличением количества адсорбированных газов и паров, то становятся понятными и такие характеристики, как зависимость длительности микроразрядов и частоты их возникновения от параметров электрической цепи, а также малая разница между напряжением возникновения микроразрядов и напряжением их горения.
Согласно измерениям некоторых исследователей, при возникновении микроразрядов снижение напряжения составляет не более 1—2%. Если из-за большого сопротивления в электрической цепи напряжение на электродах при протекании тока разряда падает сильнее, то разряд прекращается. Однако вследствие сокращения длительности разряда поверхность электрода меньше освобождается от загрязнений и адсорбированных газов и паров, поэтому следующий микроразряд возникает скорее, т. е. частота возникновения микроразрядов возрастает. По измерениям Арналя [121], с медными электродами собственной емкостью 10 пф и сопротивлением в разрядной цепи /?д= 1 ком длительность импульсов микроразрядов Тмр = IO-2-^ I О-1 сек, а частота возникновения их приблизительно 0,2 гц; при У?д= 10^-40 Мом тМр=Ю~4 сек, а частота больше 10 гц. Соответственно с величиной тмр изменялся и прошедший за 1 импульс заряд. Однако интегральное значение заряда за большой промежуток времени почти не изменялось. Увеличение приложенного напряжения сверх порога возникновения микроразрядов приводит к увеличению частоты возникновения последних и амплитуды тока, но без увеличения интегрального заряда; напряжение горения разряда незначительно отличается от повысившегося напряжения возникновения микроразрядов. Качественно это можно объяснить тем, что при повышенном напряжении разряд начинается при меньшем адсорбционном покрытии электродов. Увеличение емкости электродов замедляет спад на них напряжения при микроразрядах, способствуя тем самым увеличению длительности импульса тока и величины прошедшего заряда. По измерениям JI. И. Пивовара и В. И. Гордиенко [124], увеличение Cm в 100 раз (от 200 до 20000 пф) приводило к увеличению Тмр в 2—4 раза.
