Анодты және катодты стримерлер Орындаған: Адамбек Г
Разрядтың көп түрлері үшін бүкіл аралықтың ойығы тек егер газ көлемінде иондалудан басқа катод бетінен электрондарды босату орын алған жағдайда мүмкін болады. Электр өрісінің ықпалымен иондалу болып жатқан газдық аралық ішіндегі катодтағы процестер келесідей бола алады: а) газ сәулеленуінің ықпалымен катод бетінен екінші электрондардың босатылуы; б) катодқа оң иондардың ықпалы кезінде электрондардың босатылуы; в) катод бетінің қозған атомдары молекулалармен өзара әрекеттесуі кезінде электрондардың босатылуы; г) автоэлектрондық эмиссия; д) термоэлектрондық эмиссия.
Электрондарға басқа бөлшектердің (иондар, қозған бөлшектер, фотондар) ықпалы нәтижесінде катод бетінен электрондардың босатылу процестері екінші иондалу процестері деп аталады. Осы процестердің интенсивтілігін γ коэффициентімен сипаттайды, ол катодтан босатылған электрондар санының катодпен өзара әрекеттесетін бөлшектер санына қатынасына тең болады. Катодпен өзара әрекеттесетін бөлшектер түріне қарай: иондардың, қозған бөлшектердің немесе фотондардың - γи, γв, γф коэффициенттеріне бөледі. Екінші иондалу коэффициенті туралы түсінікті Таунсенд енгізген болатын және ол тек оң иондардың катодқа ықпалына қатысты болды. Егер катодқа әртүрлі бөлшектер ықпал ететін болса, онда газдық разряд теориясында катодтағы иондалудың жиынтық коэффициенті есепке алынады: γ =γи+ γв+ γф
Барлық жағдайларда метал бетінен электронды босату үшін металдың кристал торының түйіндері бар электрон байланысының энергиясынан немесе берілген металдың потенциалды бөгетінің ұзындығына тең болатын W 0 электрон шығуының энергиясынан асатын энергияны жұмсау қажет. W 0 энергиясы электрод материалына және ол жерде адсорбцияланған газдық атомдар немесе молекулалардың болуына тәуелді. Осы молекулалар металда поляризацияланады, ал поляризацияланған молекулалардың электр өрісі потенциалды бөгетті өзгертеді, демек, шығу жұмысын да өзгертеді. Сондайақ, метал бетінде метал тотығы пленкасының жасалуы ықтимал (электродта мыстан немесе алюминийден), ол да шығу жұмысын өзгертеді. Катод материалы мен ықтимал болатын ластануға байланысты W 0 = 1, 0 ÷ 6, 0 э. В.
Катодтан иондық-электрондық эмиссия екі түрлі бола алады: иондардың потенциалды энергиясының есебінен метал бетінен электрондарды жұлып алу, ол олардың кинетикалық энергиясына тәуелді емес және иондардың кинетикалық энергиясының есебінен электрондарды жұлып алу. Соңғы процес жүздеген электрон-вольттағы иондардың энергиялары кезінде біртіндеп байқала бастайды, бұл газдың үлкен сиретілуі кезінде күшті электр өрістерінде ғана мүмкін бола алады. Газдағы разрядтың қалыпты жағдайларында иондар потенциалды энергиясының маңызы жоғары.
Wп>> Wк иондардың потенциалды энергиясының есебінен катодтан электрондарды босату процесі бірнеше кезеңдерді қамтиды. Ионның катод бетіне жақындауы кезінде ион мен электронның электростатикалық өзара әрекеттесуі орын алады, нәтижесінде электрон металдың кристал торынан жұлынып шығады. Босатылған электрон оң ионды нейтралдайды, ол мына реакцияларға сәйкес келеді: А+ + метал → е, е+ А+ → А. Нейтралдану кезінде атом иондалу энергиясы мен электронның металдан шығу жұмысына сәйкес келетін энергияның айырмасына тең энергия бөлініп шығады: ∆W= Wи - W 0. ∆W энергиясы катодтың басқа электронына беріледі және егер: ∆W ≥ W 0, онда осы электрон да металдан босатылып шығады. Осылайша, иондықэлектрондық эмиссия ионның потенциалды энергиясының есебінен тек келесі жағдайда мүмкін болады: W и ≥ 2 W 0
Алайда, қозу энергиясы катодқа газдағы қозудың резонанстық берілуі арқылы беріле алады, осы уақытта бір бөлшектің қозу энергиясының резонанстық сәулеленуі кезінде басқа бөлшек қозады және ол осы энергияны басқа бөлшекке береді, солай кете береді. Тек осы жағдайда резонанстық қозған бөлшек катод жанында табыла алады. Жалпы жағдайда γв коэффициенті шамамен 0, 1 мәніне тең болады. Сондайақ, осы мәнді арнайы таңдалған катодта ғана тәжірибе жүзінде алуға болады.
Суық электрондардың таза қалпында жұлынып шығу құбылысы тек өте кіші электродаралық қашықтықтарда (миллиметр бөлігі) орын алады. Разрядтық аралық ұзындығын көбейткенде келесі құбылыс орын алады. Күшті электр өрісінде анағұрлым үлкен қашықтықтарды еш соқтығысусыз жүріп өткенде, электрон жүз мыңдаған электрон-вольтпен өлшенетін энергияны алады. Бұл құбылыс, өте жоғары кернеулік болғанда да, газдың атмосфералық қысымында байқалмайды, өйткені көптеген соқтығысулар барысында электрондар өз энергиясын жоғалтады. Осындай жылдам электрондар анодты бомбалағанда, фотондардың пайда болуымен қатар жүретін, электрод бетінен оң иондардың босатылуы мүмкін бола бастайды.
Анодты электрондық бомбалау нәтижесінде жасалған оң иондар мен фотондар, катодқа дейін аралықты жүріп өткенде, ол жерде үстіңгі иондалуға себеп болады. Бұл жағдайда иондықэлектрондық эмиссия катод бетінен электрондарды жұлып алуға кететін, иондардың кинетикалық энергиясын беру есебінен жүреді.
Аталған процестердің нәтижесінде аралықтың разрядтық кернеулігі кенеттен төмендейді, бұл 9. 3 суретіндегі графикте көрініп тұр. Электродтар арасындағы арақашықтық S = 0, 1 болғанда, ойықты кернеулік 3, 2· 106 В/см мәніне жетеді, ал арақашықтық S = 70 болғанда, ол 105 В/см мәніне дейін төмендейді, бұл қысым шамамен 0, 35 МПа болғанда ауа беріктігіне сәйкес келеді.
Скачать презентацию Анодты және катодты стримерлер Орындаған Адамбек Г
29. Адамбек Г.pptx