Катоды трубок низкого давления

Газоразрядные трубки низкого давления в качестве источников излучения используются в ограниченных целях. В атомно-абсорбционной спектроскопии для определения металлов, например хрома, который переведен в парообразное состояние, желательно в качестве источника использовать газоразрядную трубку низкого давления, содержащую хром резонансное излучение источника избирательно поглощается тем же элементом пробы. В этих целях часто применяется чашеобразный катод, изготовленный из определяемого металла или покрытый им [лампа с полым катодом) (см. гл. 5). [c.27]

Оксидный катод нашёл широкое применение в газосветных трубках, распространение которых широко возрастает, т. е. в лампах, в которых в качестве, источника света использован положительный столб газового разряда. Для объяснения механизма работы оксидного катода в этих трубках нужно рассмотреть случаи различных давлений газового наполнения или паров. Здесь, однако, укажем лишь, что именно в трубках низкого давления оксидный катод действительно является рабочим источником электронов. Электронная же эмиссия оксидного слоя в лампах высокого давления используется лишь для понижения напряжения зажигания при включении разряда Это явление используется также в лампах тлеющего разряда, в особенности в стабилизаторах. Однако и в этом случае применяется также оксидный катод. [c.20]

В 1895 г. английский ученый Крукс проводил эксперименты по электрическому разряду в газах при низких давлениях. Используя стеклянную трубку, которую называют трубкой Крукса (рис. 1.1), он наблюдал свечение стекла при очень низких (Ю " атм) давлениях газа. Если стекло (экран 6) на конце трубки, противоположном катоду / (отрицательно заряженному электроду), было покрыто фосфоресцирующим материалом, то этот конец трубки сильно светился. Крукс обнаружил, что когда он помещал внутри трубки препятствие 4 (в форме креста), то в области свечения появлялась его тень 5. Это позволило Круксу сделать вывод. [c.11]

Лампа с полым катодом состоит из небольшой герметически закрытой камеры, в которой находится металлический катод, имеющий форму маленькой трубки. Камера обычно откачивается, а затем наполняется инертным газом (например, аргоном) при низком давлении. Тщательной регулировкой давления добиваются того, чтобы электрический разряд возникал внутри катода. Вещество, спектр которого требуется возбудить, помещают внутрь катода либо изготавливают из него катод. Когда к электродам прикладывается напряжение, положительные ионы соударяются с поверхностью катода и вызывают его распыление. Таким образом, в электрическом разряде появляются атомы металла, некоторые из которых возбуждаются и испускают резонансное излучение. Интенсивность этого излучения можно увеличить в сотни раз, введя для дополнительного возбуждения атомов изолированные вспомогательные электроды, к которым прикладывается напряжение около 500 В. Полый катод позволяет получить очень узкие спектральные линии и поэтому очень удобен для работ, в которых требуется высокое разрешение, например в изотопном анализе. [c.94]

Приведем еще один пример при возбуждении смеси газов в импульсном разряде, где высока концентрация электронов, можно, меняя условия разряда, добиться возбуждения линий ионов газа с меньшим потенциалом возбуждения и линий атомов газа с более высоким потенциалом возбуждения. Высокая электронная температура достигается при низких давлениях и в узких разрядных трубках. Высокая электронная концентрация возникает в катодных частях тлеющего разряда, особенно внутри полого катода, а также в узких разрядных трубках и в импульсных источниках света. [c.138]

Для получения спектров трудновозбудимых элементов применяют источники с высокой электронной температурой, которая достигается при низких давлениях. Пример такого источника — газоразрядная трубка с полым катодом (см. гл. П). [c.97]

Рис. 3.6. Прибор для наблюдения электрического разряда в газе при низком давлении. Пространство вокруг катода называется темным пространством Крукса при более низких давлениях темное пространство Крукса распространяется на всю трубку.

Источником в ААС может служить и безэлектродная разрядная лампа, которая представляет собой запаянную кварцевую трубку, содержащую небольшое количество чистого металла под низким давлением инертного газа. Возбуждение происходит под действием микроволнового поля волнового резонатора, причем испускается, по существу, тот же спектр, что и лампой с полым катодом. [c.140]

Для получения дополнительных электронов можно применить нагреваемый катод, который бы эмиттировал электроны в основном посредством термоэлектронной, а не вторичной эмиссии. В этом случае разряд, который иногда называется низковольтной дугой, обеспечивается электронным током даже в высоком вакууме. Однако в вакууме ток будет ограничиваться пространственным зарядом, поскольку в этом случае в непосредственной близости от катода образуется электронное облако, и весь ток эмиссии сможет попасть на анод лишь тогда, когда к электродам будет приложено очень высокое напряжение. В атмосфере газа низкого давления соударения электронов с атомами газа приводят к генерации ионов, если приложенное напряжение превышает потенциал ионизации газа. Как и в случае самостоятельного тлеющего разряда, медленные ионы будут накапливаться у катода, и здесь возникнет темное пространство. Это темное пространство существенно отличается от катодного темного пространства в самостоятельном тлеющем разряде. Оно состоит из электронной оболочки, непосредственно примыкающей к катоду, и ионной оболочки, граничащей с плазмой. Пространство это часто называют двойной оболочкой. Оно выполняет две функции. Менее важная — это нейтрализовать пространственный заряд электронов, и более важная — служить виртуальным анодом, очень близко расположенным к катоду, так что электрическое поле здесь становится сравнимым с полем в высоком вакууме при очень высоких напряжениях, приложенных ко всей трубке. [c.413]

Финч с сотрудниками [78] провел ряд исследований, посвященных изучению процессов горения, протекающих вблизи катода при пропускании электрического разряда через горючую смесь при низких давлениях, и анализу спектра такого разряда, с целью установления, какие молекулы при этом образуются. В спектре разрядной трубки наблюдаются обычные полосы Ангстрема и полосы третьей положительной системы СО не было получено каких-либо указаний на наличие ионизованного СО. На этом основании упомянутые авторы делают вывод [c.120]

Благо,царя непрерывному перемещению ионов газа в сторону катода в трубке поддерживается давление, более низкое по сравнению с давлением в откачиваемом объеме, и газ из вакуумной системы непрерывно поступает в разрядную трубку. [c.144]

Ионизация — образование электрически заряженных частиц (электронов и ионов) из нейтральных частиц. Когда нейтральные частицы, обладающие высокой энергией, сталкиваются друг с другом, электроны могут вырываться из атома. Такая термическая ионизация наступает, например, при электрических разрядах в газах при низких давлениях. В катодной трубке электроны, освобождающиеся с катода в результате термоэмиссии, настолько ускоряются электрическим полем, что сами приобретают ионизирующую способность. Между минимальной энергией, необходимой для этого,— энергией ионизации — и кинетической энергией частицы существует следующее соотношение [c.30]

Положительные ионы. Мы должны теперь обратиться к обсуждению вопроса о положительных ионах [6]. Они легко получаются в виде каналовых лучей в разрядной трубке, катод которой просверлен и которая содержит газ при низком давлении. За катодом появляется светящийся пучок, а в месте, где пучок [c.27]

Тлеющий разряд - форма газового электрического разряда при небольшом давлении газа 0,01 - 1,0 торр (или 1,3 - 130 Па). Признаком появления тлеющего разряда является свечение вблизи поверхности катода ( тлеющая кайма ). Напряжение на электродах с тлеющим разрядом должно быть 10 - 15 кВ при силе тока 100 - 400 мА. Вследствие низкого давления в разрядной трубке газ должен быстро проходить через реакционное пространство, что достигается применением диффузионных или ротационных насосов высокой производительности (см. разд. 10.8). [c.531]

Объем информации, получаемой при проведении опытов по описанной методике, лимитируется двумя факторами 1) присутствием в вакуумной камере посторонних газов, выделяемых при работе ионизационным датчиком давления и масс-спектрометрической трубкой 2) недостаточно высокой скоростью регистрации состава и давления газа. Уже после завершения той части работы, результаты которой излагаются в настоящем докладе, для преодоления первого ограничения ионизационный датчик был заменен датчиком с холодным катодом, потребляющим ток меньшей силы и вместе с тем позволяющим измерять значительно более низкие остаточные давления. Для частичного преодоления второго ограничения была повышена скорость регистрации спектра-путем применения гальванометра в сочетании с быстродействующим усилителем. [c.209]

Применение. Металлический Р.-компонент материала катодов для фотоэлементов и фотоэлектрич. умножителей, геттер в вакуумных лампах, входит в состав смазочных композиций, используемых в реактивной и космич. технике, применяется в гидридных топливных элементах, катализатор. Пары Р. используют в разрядных электрич. трубках, лампах низкого давления-источниках резонансного излучения, в чувствит. магнитометрах, стандартах частоты и времени. Перспективно использование Р. в качестве металлич. теплоносителя и рабочей среды в ядерных реакторах и турбоэлектрич. генераторных установках. Соединения Р,- [c.283]

Весьма перспективны ионные насосы, которые в сочетании с насосами предварительного разрежения также могут обеспечить остаточное давление на уровне 13,6 мПа. Принцип действия ионного насоса можно представить по схеме, приведенной на рис. П1-21, б. Между двумя кольцевыми электродами, которыми снабжена стеклянная трубка, создается электрическое поле. Катод располагается в конце трубки, присоединяемом к насосу предварительного разрежения, анод —со стороны вакууми-руемого аппарата. После включения насоса предварительного разрежения между электродами трубки вследствие ударной ионизации электронами, ускоряемыми электрическим полем в направлении к аноду, возникают положительные ионы, которые движутся к катоду. Отдавая последнему свой заряд, ионы превращаются в нейтральные молекулы, продолжающие двигаться за катодом к насосу предварительного разрежения, которым они удаляются из системы. Благодаря этому в трубке поддерживается более низкое давление, чем в вакуумируемом аппарате. [c.176]

Если активацию катализатора интерпретировать как некоторого рода структурные изменения элементов, каталитические поверхности которых являются лишь потенциально активными, то применим дрзггой, еще не опубликованный способ активации — бомбардировка электронами свежеприготовлен ных поверхностей. Бомбардировка поверхности катализатора потоком электронов, источником которых служит накаленная металлическая полоска или нить, покрытая тонким слоем окислов щелочноземельных металлов, может привести к активации. Когда ток высокого напряжения проходит через газы, находящиеся под низким давлением, от катода отделяются электроны. Электроны, полученные таким образом, способны проникать через тонкие листы металла и могут выходить из разрядной трубки через алюминиевое окно, подобно тому как это было в первых опытах Ленарда поэтому они могут быть непосредственно направлены в приемник, в котором либо приготовляется катализатор, либо ведется каталитическая реакция. Предполагается, что достигаемая в этом случае активация соответствует механическим ударам электронов о поверхность катализатора другими словами, соответственно гипотезе Писаржевского, это приводит не только к желаемой электронной конфигурации, но также и к более высокому энергетическому уровню, превращая катализатор в активную систему. от процесс может быть назван процессом импульсной активации С. Беркман). [c.304]

Тлеющий разряд является одним из наиболее распространенных типов разряда при низких давлениях. Он относится к типу самостоятельных разрядов, т. е. раз рядов, не прекращающихся после прекращения действия постороннего ионизатора. Несамостоятельный разряд может перейти в самостоятельный при условии, если число электронов и ионов, возникающих при разряде, больше или равно числу ионов, уходящих из разряда. Возник новение ионов в разряде происходит благодаря раз витию электронных лавин. Каждый электрон, находя щийся в разрядном промежутке, ионизует при столкно нении атом, при этом получаются новые электроны, ко торые, в свою очередь, ионизуют другие атомы. Число электронов, двигающихся к аноду, увеличивается с уда лением от катода. Разность потенциалов, при которой происходит переход несамостоятельного разряда в само стоятельный, называется потенциалом зажигания. Как показывает опыт, потенциал зажигания зависит от про изведения рй, где р — давление и с1 — расстояние межд электродами разрядной трубки (см. рис. 10). Как видно из рисунка, кривые имеют минимум. Это объясняется тем, что, с одной стороны, рост давления или величины разрядного промежутка увеличивает число ионизующих [c.36]

Тлеюпщй разряд постоянного тока в UFe. Для получения уран-фторной плазмы низкого давления использовали тлеюгций разряд на постоянном токе. Схема установки показана на рис. 10.4. Разрядная трубка 1 вынолнена из кварца и имеет по всей длине рубашку водяного охлаждения в трубку введены через шлифы остроконечные стальные электроды (анод 2 и катод 3), также снабженные внутренним охлаждением. Расстояние между электродами — 0,1 м внутренний диаметр разрядной трубки — 0,025 м. Давление в трубке измеряли оптическим мановакуумметром 4, в трубку через шлифовой переход вводили при необходимости зонды 5 для диагностики плазмы. Источник электропитания высоковольтный выпрямитель б для регулирования тока в цепи использовано балластное сопротивление [c.499]

Если в катоде имеется узкое отверстие, то положительные ионы, двигающиеся в тёмном катодном пространстве, в случае сравнительно низкого давления газа в разрядной трубке проходят через это отверстие и образуют в закатодном пространстве пучок каналовых лучей. На пути такого пучка газ светится. Как показывают опыты отклонения каналовых лучей в электрическом и магнитном поле, в составе каналовых лучей имеются как положительные, так и отрицательные ионы, а также нейтральные частицы газа, не претерпевающие отклонения. Наличие нейтральных частиц может быть объяснено процессами перезарядки. Образование отрицательных ионов показывает, что в каналовых лучах происходят акты ионизации нейтральных частиц газа положительными ионами, приводящие к появлению медленных свободных электронов, необходимых для образования отрицательных ионов. Ионизацию и возбуждение нейтральных частиц, происходящие в каналовых лучах, можно приписать неуиругим соударениям положительных ионов, так как, как правило, каналовые лучи наблюдают- [c.268]

Для того чтобы получить резко ограниченные пучки каналовых лучей, необходимо поддерживать в закатодной части трубки очень низкое давление, во много раз меньшее, чем давление газа в области между электродами трубки. Такая разница давлений в одной и той же трубке достигается непрерывной откачкой закатодной части при малом поперечном сечении и большой длине канала в катоде, плотно замыкающем разрядную часть трубки. [c.269]

Зависимость коэффициента распыления от энергии бомбардирующи ионов впервые исследовали Гюнтершульце и Мейер [11, 12]. Поддерживая разряд с силой тока в несколько ампер при достаточно низких давлениях газа (менее 10 мм рт. ст.), они получили плазму большой плотности в пространстве между термоэлектронным оксидным катодом и анодом. При таких давлениях длина свободного пробега ионов и распыленных атомов становится сравнимой с размерами газоразрядной трубки или даже более их. Поместив в плазму в качестве третьего самостоятельного электрода мишень, они заложили основу трехэлектродной системы ионного распыления. [c.357]

И наконец, следует уделить внимание лазерному источнику света. Серийные газовые лазеры вполне пригодны для КРЛС-анализа. Выгодно иметь лазер, настроенный на моду TEMqq, так как тогда распределение интенсивности света имеет гауссовскую форму, а эффективный диаметр пучка — минимальные размеры. Если лазер не стабилизирован по моде, он будет одновременно генерировать несколько линий, расстояние между которыми по крайней мере на порядок больше 10 МГц. Поскольку это расстояние гораздо больше, чем ширина рэлеевской линии, стабилизированный по моде лазер использовать необязательно. Как правило, применяют два лазера. He-Ne-лазер генерирует линию с X = 633 нм, а его мощность обычно не превышает 10 мВт. Его преимущество заключается в том, что он сравнительно недорогой. Ионный аргоновый лазер стоит дороже, но его мощность при генерации любой из двух наиболее интенсивных линий с длиной волны 488 и 514 нм в 100 раз больше. К тому же эти линии находятся в области максимальной спектральной чувствительности фотоумножителей. Однако при низком давлении плазмы для Аг" -лазеров были зарегистрированы спектры искусственного шума [13, 24]. Другая проблема, связанная с этими лазерами, касается механической стабильности лазерных трубок, однако эту проблему можно решить, используя более прочный материал для катода и поддерживая подходящее давление в газоразрядной трубке. [c.179]

Ионизационные газоразрядные детекторы, работающие на тостоянном токе. Иопользование газоразрядной трубки для детектирования газов в первые было описано в работе [Л. 62]. Детектор состоял из дискового платинового катода и проволочного вольфрамового анода, которые образуют плечо неравновесного моста, питаемого напряжением 900 в постоянного тока. Электроды были вмонтированы в стеклянную камеру, один щтуцер которой соединялся с колонкой, а другой — с вакуумным насосом. В камере поддерживалось достаточно низкое давление, чтобы получить тлеющий разряд. При вытекании из колонки с газом-носителем какого-либо вещества изменялось напряжение между электродами за счет процессов, происходящих в разрядном промежутке, что вызывало разбаланс неравновесного моста, который регистрировался самописцем. [c.62]

Для фокусировки часто используют свет ртутной лампы низкого давления, а также дуги между электродами из железа или меди. Широко используются также газоразрядные трубки, в частности, небольшие неоновые лампы или гейслеровские трубки, заполненные инертными газами. Для фокусировки прибора высокой разрешающей силы применяют источники, дающие более узкие линии, например, газовый лазер или охлаждаемый полый катод. [c.146]

Рис. 7-2. Ртутные лампы низкого давления с подогревным катодом фирмы General Ele tri . Лампа с прозрачным баллоном — 30-ваттная бактерицидная лампа ее излучение состоит в основном из света 2537 А. Белая трубка— 30-ваттная лампа, покрытая фосфором ее излучение содержит близкий ультрафиолет.

Хороший кварцедув легко сможет изготовить ртутную лампу низкого давления с холодным катодом, используя электроды от обычных неоновых трубок, кварц-пирексовые переходники и кварцевые и пирексовые трубки. Кроме небольшой капельки ртути в лампу низкого давления для облегчения зажигания обычно добавляют около 6 мм рт. ст. неона или другого инертного газа. Детали конструкции хорошо описаны в работах [3, 4]. [c.556]

Тлеющий разряд наблюдается обычно при низких давлениях, хотя в некоторых условиях он может происходить и при атмосферном давлении. Свечение паблю.чается в виде топкой пленки около катода, переходящей в слабо светящийся слой (темное катодное пространство). В направлении анода лежит другая темная область (темное астоново пространство). Такое чере-довагше темных и светлых полос возггикает благодаря сложному распределению падения напряжения по трубке и из-за различных ионных процессов, которые подробно рассматриваются в книгах, специально посвященных электрическим явлениям в газах. [c.55]

В ранних физических исследованиях электрического разряда в газа>( при низком давлении экспериментатор часто отмечал металлический осадок на стекле вблизи катода. Позднее был разработан метод для получения покрытия на поверхности, расположенной вблизи катода разрядной трубки, процесс известен под названием вакуумного напыления. Напряжение постоянного тока в 2000 в является достаточной э. д. с. Частицы, вылетающие из катода, содержат главным образом нейтральные атомы, движущиеся со скоростью, соизмеримой со скоростью теплового движения атомов в точке плавления материала катода. Толанский предполагает, что имеется действительно испарение локальных точек на катоде . Вакуум для процесса напыления требуется неточный, достаточно 0,1 мм рт. ст. Аналогичные процессы, известные как термонапыление, требуют давления <10" мм рт. ст., даже 10 или выше 10 . Этим путем получают пленку алюминия на больших телескопических зеркалах. Источником испаряющегося металла может быть шарик на горячей проволоке или диск на горячей пластинке, а высокий вакуум необходим для того, чтобы обеспечить средний свободный пробег частиц, превышающий расстояние между расплавленным металлом и поверхностью, подлежащей покрытию. Испускаемые частицы имеют размеры атомов. Подробности обоих процессов, которые уже получили промышленное использование в получении исходных осадков на восковых матрицах, для оптических зеркал и ювелирных покрытий, на пластиках и оптических деталях, рассматриваются в статье [8]. Электрическое сопротивление покрытий, превышающее сопротивление основного металла, обсуждено в статье [9]. Если любой из этих процессов использовать для получения слоев, предназначенных для защиты от коррозии, то требует серьезного рассмотрения вопрос [c.550]

Вещество помещают в специальное устройство, снабженное мощным источником излучения электронов. Устройство работает как рентгенова трубка, но при более низком ускоряющем напряжении. Очищаемый образец — анод. Вольфрамовый или танталовый проводник служит в качестве нити накала катода. Очищаемый материал плавится под действием электронных лучей при непрерывной откачке, которая должна создавать давление не выше 10" мм рт. ст. [c.259]

При электронно-лучевой плавке вещество помещают в специальное устройство, снабженное мощным источником излучения электронов. Устройство работает как рентгенова трубка, но прн более низком ускоряющем напряжении. Очищаемый образец—анод. Вольфрамовый или танталовый проводник служит в качестве нити накала катода. Очищаемый материал плавится под действием электронного излучения при непрерывной откачке, которая должна создавать давление не выше 0,01 Па. Электронно-лучевая плавка в вакууме дает возможность очищать тугоплавкие металлы ниобий, тантал, молибден, вольфрам, рений и др., а также кремний и другие неметаллические вещества. При этом содержание газов (О2, N2, Но) в металлах уменьшается в сотни раз. Перво- [c.321]

Газ, выделяющийся во всех этих стадиях, а также вследствие электронной бомбардировки различных частей трубки, был подвергнут исследованию [15881. Выделение газов из металлов [5681, слюды и геттеров [2099] также исследовалось с использованием омегатрона при давлениях порядка 10 мм рт. с/й. Описано применение омегатрона [1788] для изучения количества кислорода, окиси углерода и азота, адсорбирующихся на вольфрамовом катоде при 300° К, которые выделяются холодной нитью . Омегатрон может быть использован в качестве манометра для измерения давления ионизационный манометр неудовлетворителен для измерения давления кислорода. В работах, связанных с исследованиями верхних слоев атмосферы, радиочастотный масс-спектрометр особенно удобен благодаря своим малым размерам и весу (18421. Несколько таких приборов может быть установлено на одной ракете 1963], и специальные условия, при которых проводилась работа, обеспечили возможность создания очень простых конструкций. Например, при работе на большой высоте можно было устранить вакуумный кожух, системы напуска и с(качную систему, а для изучения ионов, присутствующих в атмосфере, иет необходимости в ионизационной камере. Разрешающая способность прибора была очень мала, поскольку нужно было различать только такие ионы, как N , NO и Oi, поэтому необходимо было иметь три прибора для анализа положительных и отрицательных ионов, а также нейтральных осколков. Описан метод для калибровки по массам [10531 и опубликованы результаты различных измерений арктической ионосферы [1052, 1054, 1188, 1371, 2041]. Было показано, например, что происходит диффузионное разделение аргона и азота на высоте выше 110 км, что при 220 км основными газами являются N2, О, NO и О2 в примерных соотношениях 2,8 2,9 1,4 1. Ионы О не появляются ниже 130 км, но представляют собой основные положительные ионы в спектре на высоте больше 200 км. В Арктике на высоте 200 км плотность атмосферы днем в летний период в 20 раз больше плотности ночью в зимнее время, равной 5-10" г/л . На высоте 100наблюдались ионы О , N0", NO (преимущественно ионы N0 и 0J). Преобладание ионов N0" можно объяснить низким потенциалом ионизации NO (9,5 эе). Ионизационные потен циалы О2 и N2 составляют 12,5 и 15,5 эв соответственно. [c.497]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология