East European Journal of Physics (Nov 2012)
Зажигание и режимы горения разряда постоянного тока с полым катодом
Abstract
В данной работе были измерены кривые зажигания тлеющего разряда постоянного тока с полым и плоским катодами. Показано, что при низких давлениях (p ≤ 0,05 Торр) газа совпадают левые ветви кривых зажигания для полого катода и для плоских электродов. При высоких давлениях (p ³ 0,3 Торр) газа правая ветвь кривой зажигания разряда с полым катодом близка к кривой зажигания для расстояния между плоскими электродами, равному зазору между краем пластин полого катода и плоским анодом. Измерены вольт-амперные характеристики разряда с полым катодом. Показано, что при низких давлениях p < 0,1 Торр газа разряд горит в высоковольтной (электронно-лучевой) форме с растущей вольт-амперной характеристикой, когда вторичные электроны ускоряются вдоль силовых линий электрического поля и формируют электронный пучок. При давлениях газа p ≥ 0,1 Торр разряд при низких токах горит в тлеющем режиме, в котором в полости между пластинами катода разрядное свечение практически отсутствует, а вольт-амперная характеристика разряда является растущей. При более высоких значениях тока разряд переходит в режим полого катода, заполняя пространство между пластинами, и имеет практически вертикальную вольт-амперную характеристику. Переход разряда из тлеющего режима в полый имеет гистерезисный характер. При давлениях газа p ~ 1 Торр эффект полого катода исчезает, так как толщина катодного слоя становится малой по сравнению с зазором между пластинами катода. Показано, что когда коллекторы на аноде располагаются поперек зазора между пластинами полого катода, радиальный профиль электронного тока на анод в режиме электронного луча имеет резко выраженный максимум в области оси разрядной камеры. Профиль является более плоским, если цепочка коллекторов на аноде направлена вдоль полости катода. Повышение давления газа приводит к сильному рассеянию электронов пучка, при этом радиальные профили электронного тока на анод становятся примерно одинаковыми в обоих поперечных направлениях как в тлеющем, так и в полом режимах.
