Положительный столб

В газоразрядных лампах используется излучение положительного столба низкого давления или непосредственно, или путем последующего возбуждения флуоресценции ультрафиолетовым излучением (люминесцентные лампы). В натриевых и ртутных лампах в качестве источника света используется дуга с горячим катодом, которая зажигается в парах указанных элементов. Величина давления в лампе определяется ее рабочей температурой, поэтому вакуумный объем, в котором происходит разряд, термически изолируют, заключая лампу в еще один вакуумированный стеклянный баллон. Лампы работают на переменном токе, и поэтому каждый электрод снабжен термоэлектронным эмиттером электронов в виде слоя оксида. Зажигание и разогрев лампы происходят под воздействием высоковольтных импульсов, вырабатываемых при размыкании индуктивной цепи или при введении дополнительного газа (неона). [c.94]

К — катод А — анод I — катодное свечение 2 — катодное темное пространство 3 — отрицательное тлеющее свечение 4 — фарадеево темное пространство 5 — положительный столб (светящаяся область) 6 — анодное свечение [c.251]

Искровой разряд возникает при больших давлениях газа и при большой разности потенциалов на электродах. Представляет собой пучок ярких зигзагообразных полосок, совокупность которых называют искровым каналом. Во всех трех видах разрядов образуется типичное плазменное состояние. Положительный столб тлеющего и дугового разрядов и искровой канал искрового разряда состоят из плазмы. [c.252]

При питании трубки постоянным током образуется тлеющий разряд со сложным строением (рис. 40). Наиболее важными для спектрального анализа частями разряда являются область яркого отрицательного свечения, расположенного, вблизи катода, и положительный столб. В области отрицательного свечения имеется большое количество быстрых электронов и высокая концентрация ионов. Б свечении этой области присутствуют линии с весьма различными потенциалами возбуждения, в том числе трудновозбудимые линии ионов. [c.64]

Свечение положительного столба состоит, главным образом, из линий нейтральных атомов, причем наибольшую интенсивность имеют линии элемента с самым низким потенциалом возбуждения из присутствующих в газовой сме- [c.64]

Другой вид тлеющего разряда возникает при подаче на электроды напряжения высокой частоты 10 гц и больше. Положительный столб располагается в средней части разряда. Электроны совершают быстрое колебательное движение внутри разрядной трубки и происходит сильная ионизация. Испускание электронов с катода не является необходимым условием горения высокочастотного разряда,и электроды можно располагать вне трубки. Это удобно при анализе газа, так как исключается взаимодействие анализируемого газа с электродами. [c.65]

Рнс. 7.14. Радиальный профиль электронно плотности в среднем сечении положительного столба разряда с полым катодом в аргоне (стандартные условия) [c.290]

Рис. 7.17. Радиальная зависимость угловой массовой скорости Й в среднем сечении положительного столба разряда с полым катодом, измеренная по доплеровскому сл[ещению спектральной линии

Исследования были посвящены главным образом плазме положительного столба, сложная катодная область пока плохо изучена. [c.293]

В области положительного столба концентрация электронов и ионов приблизительно одинакова и очень велика, благодаря чему область обладает высокой электропроводностью, падение потенциала весьма мало. Положительный столб при сближении электродов может совсем исчезнуть. Но длина катодного темного пространства при уменьшении расстояния анод — катод не изменяется. [c.146]

При одинаковых параметрах плазмы скорость анодирования не зависит от методов создания плазмы. Параметры плазмы при использовании этих видов разряда мало отличаются от получаемых в положительном столбе простого тлеющего разряда в диодной системе. Поэтому для создания кислородной плазмы в промышленных условиях предпочтительнее тлеющий разряд. Для защиты растущего окисла от продуктов распыления катода необходимы специальные меры, рассмотренные ниже. [c.155]

Для образования окисла подложку помещают в зону положительного столба при положительном смещении на металлической пленке относительно анода. Слой будет нарастать во времени по линейному закону для малых значений смещения. Нельзя подавать сразу большое напряжение смещения, иначе исходная металлическая пленка становится новым анодом, у поверхности пленки образуется плазма с большой энергией частиц, что вызывает неравномерное нарастание. Если напряжение на металлической пленке увеличивать по линейному закону, то плотность тока будет постоянной. По достижении выбранного напряжения оно устанавливается неизменным, и процесс продолжают при токе, постепенно уменьшающемся до нуля. [c.155]

Анодирование следует вести в области положительного столба, так как увеличение длины разрядного промежутка сопровождается лишь соответствующим возрастанием длины положительного столба без изменения параметров плазмы. [c.158]

Методика работы состояла в следующем. С целью активирования поверхности пленка политетрафторэтилена толщиной 0,2 мм помещалась в пространство между электродами. На электроды подавалось напряжение в 700 в при разрежении в системе порядка 0,5 мм рт. ст. Пленка обрабатывалась в области положительного столба. Обработке, которая продолжалась 30 минут, подвергались обе поверхности пленки. Активированная таким образом пленка помещалась в ампулу с мономером, стиролом или метилметакрилатом, ампула продувалась азотом, очищенным от кислорода. После этого она запаивалась и выдерживалась в течение 4—6 часов на водяной бане при температуре 80°. Затем пленка извлекалась из ампулы и отмывалась до постоянного веса растворителем соответствующего гомополимера (бензолом или дихлорэтаном). Количество привитого полимера определялось весовым способом и выражалось в мг на единицу новерхности см . [c.516]

Нр — энергия, выделяющаяся в зоне положительного столба [c.31]

Энергию линейного источника зажигания можно вычислить по данным для полной энергии, если сделать два предположения. Первое предположение заключается в том, что полная энергия разряда в любой момент изменяется линейно со временем. Фактически, согласно представленным здесь данным по зажиганию, энергия поступает в разряд несколько быстрее на первой стадии разряда, но с практической точки зрения предположение о равномерной скорости выделения энергии достаточно справедливо. Второе предположение состоит в том, что мощность на единицу длины разряда в любой момент времени постоянна. Эту мощность можно вычислить на основании полной мощности, если предположить, что катодная энергия равномерно распределяется ио длине искрового промежутка, или мощности положительного столба. В действительности, чтобы расчет согласовывался с концепцией линейного источника энергии, необходимо принимать во внимание только положительный столб. Однако из практических соображений, связанных с измерением катодных энергий, в большей части анализа используется полная мощность. Ниже рассмотрены поправки к данным, учитывающие энергии положительного столба. [c.41]

Согласно уравнению (1), катодная энергия равномерно распределена по всей длине разряда. Если предположить, что катодная энергия теряется на электроде, то Я в уравнении (1) можно заменить на Яр, где Яр = Я — Н , — катодная энергия, а Яр —энергия положительного столба [c.42]

Член (1—0,02/iV/) можно представить как поправочный множитель полной энергии для изменений в распределении энергии вдоль пути искры. Как указывалось выше, из практических соображений в теоретических расчетах вместо энергии положительного столба использовалась полная энергия разряда, хотя результаты показывают, что энергия положительного столба является весьма существенным фактором. Поэтому если в теории будет использоваться энергия положительного столба. [c.51]

Рис. 23.8. Зависимость напряженности поля в положительном столбе разряда в различных газах и парах от давления. (Ток 0,3 о, радиус трубки см 121.)

При очень малых токах (обычно меньше 10 а), когда диаметр катодного пятна меньше ширины катодного пространства, катодное падение потенциала увеличивается из-за радиальной диффузии зарядов (поднормальное катодное падение потенциала). При большой плотности тока, когда уже вся поверхность катода покрыта разрядом, катодное падение потенциала также нарастает (аномальное катодное падение потенциала). На рис. 23.8 даны значения напряженности поля в положительном столбе разряда для различных газов. Даже небольшая примесь электроотрицательного газа приводит к резкому возрастанию напряженности поля положительного столба. Примесь молекулярных газов приводит также к появлению в положительном столбе страт, т. е. расположенных поперек градиента электрического поля темных и светящихся зон. В тлею- [c.432]

Положительное свечение обычно представляет собой однородный столб светящегося газа. Однако при определенных давлениях и плотностях тока положительный столб распадается на отдельные слои, или страты, отделенные одна от другой темными промежутками одинаковой протяженности. С уменьшением давления расстояние между стратами увеличивается. При наличии страт (слоистый разряд) распределение потенциала в положительном столбе имеет периодический характер, причем падение потенциала на протяжении каждой страты одинаково для всего столба. При больших плотностях тока и малых давлениях это падение потенциала часто оказывается равным потенциалу ионизации или потенциалу возбуждения данного газа. Распределение температуры в слоистом разряде также имеет периодический характер. Причина периодичности слоистого разряда заключается в том, что в результате неупругих соударений с молекулами газа в области страт электроны теряют свою энергию и снова ее накапливают в промежутках между стратами. [c.351]

Температура положительного свечения (или средняя температура в области слоистого разряда) обычно составляет несколько сотен градусов Цельсия [169]. В области катодного падения потенциала (вблизи катода) температура выше, чем в положительном столбе. [c.351]

Газ в положительном столбе тлеющего разряда, в дуговом разряде при высоких давлениях и в некоторых других формах разряда (а также в раскаленной атмосфере звезд) находится в особом состоянии (состояние плазмы). Для этого состояния характерны высокая степень ионизации газа, в предельных случаях достигающая 100%, и почти точное равенство [c.351]

Плазма может быть изотермической и неизотермической. В изотермической плазме электроны и ионы находятся в термодинамическом равновесии. Таково состояние плазмы, возникающей при высоких температурах газа, например, в атмосфере звезд, а также в электрической дуге при высоких давлениях и в канале искрового разряда. В неизотермической плазме, ввиду затрудненности обмена энергии при соударениях электронов с молекулами и ионами, средняя энергия электронов значительно превышает среднюю энергию ионов и молекул газа. Допуская максвелловское распределение скоростей электронов, ожно говорить об их температуре электронная температура). Различие в энергии электронов и ионов таково, что если в положительном столбе тлеющего разряда газ, т. е. молекулы и ионы, имеет температуру порядка нескольких сотен градусов Цельсия, то электронная температура является величиной порядка тысяч и десятков тысяч градусов и более. [c.352]

Газ в положительном столбе тлеющего разряда, в дуговом разряде при высоких давлениях и в некоторых других формах разряда (а также в раскаленной атмосфере звезд) находится в особом состоянии, называемом состоянием плазмы. Для этого состояния характерны высокая степень ионизации газа, в предельных случаях достигающая 100%, и почти точное равенство нулю средней плотности электричества, т. е. равенство средних концентраций электронов и ионов. Взаимное притяжение электронов и ионов, а также поляризационное взаимодействие (притяжение) свободных зарядов и нейтральных молекул (при неполной ионизации газа) приводят к тому, что плазма представляет собой некоторую единую систему взаимодействующих частиц, обладающую специфическими свойствами (состояние плазмы в известном смысле подобно металлическому состоянию вещества). [c.442]

Плазмой называют материю в газообразном состоятш, характеризующемся содержанием достаточно больших н одинаковых количеств положительно и отрицательно заряженных частиц. Плазма образуется, например, и положительных столбах тлеющего разряда или дуги. [c.250]

Плазма может быть изотермической и неизотермической. В изотермической плазме электроны и ионы находятся в термодинамическом равновесии. В неизотермической плазме, ввиду затрудненности обмепа энергии при соударениях электронов с молекулами и ионами, средняя энергия электронов значительно превышает среднюю энергию ионов л молекул газа. Допуская максвелловское распределение скоростей электронов, можно говорить об их температуре (электронная температура). Если в положительном столбе тлеющего разряда газ, т. е. молекулы и ионы, имеет темгсературу порядка нескольких сотен градусов Цельсия, то электронная температура является величиной порядка тысяч и десятков тысяч градусов. [c.178]

В положительном столбе тлеющего разряда обычного типа имеем следующие условия как правило, низкое давлепие, средняя температура газа (порядка нескольких сотен градусов Цельсия) и высокая электронная температура . Эти условия близки к условиям протекания фотохимических реакций, где роль быстрых электронов играют кна1[ты фотохимически ак- [c.178]

На рис. 8.5 изображена конструкция отечественной многоэлементной лампы с комбинированным разрядом типа ЛК- Катоды 6 выполнены в виде дисков из различных металлов с центральными отверстиями. Между качодамн 6 н аггодо.м 3 инициируется тлеющий разряд, обеспечивающий получение внутри указанных отверстий атомного пара большой концентрации. Дуговой разряд между оксидным катодом 8 и анодом 3 пронизывает дисковые катоды, и происходит эффективное возбуждение атомных паров в положительном столбе дугового разряда. Для локализации дугового разряда внутри дисковых электродов 6 применяют две слюдяные диафрагмы с центральными отверстиями 4 и 7, между которыми смонтированы керамические чашечки 5 (внут ри чашечек помещены дисковые электроды — катоды). Колба лампы 2 имеет окно /, выполненное из увиолевого стекла, прозрачное в диапазоне 210— 2000 нм. Лампа собрана на восьмиштыревой ножке. 9, имеет штенгель 10 для откачки лампы. В рассматриваемой лампе за [c.145]

Механизм образования в плазме отрицательных ионов кислорода на пове,рхности растущего окисла. В тонких диэлектрических слоях концентрация вакансий (ловушек) весьма высока и достигает 102 м . В то же время в кислородной плазме положительного столба есть много атомарного кислорода. Степень диссоциации зависит от разрядных условий и лежит в пределах 1—20%. Атомы кислорода, попадающие на поверхность растущего окисла, извлекают электроны из тех приповерхностных (максимальная глубина залегания порядка 0,6 нм) ловушек, в которых энергия связи элек- [c.155]

Следует учесть, что в процессе анодирования в окисном слое поддерживается значительная напряженность поля, приближающаяся к 10 В/м, необходимая для дрейфа ионов сквозь оксндный слой. Когда в окисел со столь высокой напряженностью поля попадают электроны с энергией порядка 4—5 эВ, оказывается возможной ударная ионизация, приводящая к резкому снижению доли ионной составляющей в токе, протекающем сквозь окисел. При анодировании в плазме положительного столба, где средняя энергия электронов близка к 3 эВ, в случае малой плотности тока доля таких горячих электронов невелика. Она плавно возрастает при увеличении плотности тока до момента, когда потенциал поверхности окисла становится выше потенциала плазмы. [c.156]

Чтобы установить соотношение между энергией, необходимой для зажигания, и характеристиками потока, следует определить энергию, которую выделяет этот линейный источник. Светт [2] показал, что полную энергию разряда можно разделить на две основные части. Одна часть рассеивается в небольшой зоне, называемой зоной катодного падения и расположенной вплотную к отрицательному электроду. В используемых здесь условиях эта часть составляет от 7з ДО /2 полной энергии. Вторая часть рассеивается на оставшейся длине, или в зоне положительного столба. Линейный источник энергии состоит из части этого положительного столба. Предполагается, что энергия, рассеивающаяся в катодной зоне, не играет существенной роли в процессе зажигания. Это предположение вполне допустимо, так как, согласно Кобину [7], почти вся катодная энергия теряется на катоде. [c.41]

Изменение расстояния между катодом и анодом влияет лишь на длину положительного столба, а изменение давления ведет к обратно пропорциональному изменению длины прикатодиых и прианодиых областей разряда. [c.431]

Слабоионизованный постоянный высокочастотный разряд. В качестве среды для непрерывно действующих газовых лазеров на нейтральных атомах чаще всего используется положительный столб тлеющего разряда. Плотность тока в таком разряде обычно порядка 100—200 жа/сл1 . Свойства плазмы положительного столба определяются напряженностью электрического поля вдоль разряда. В установившемся, неслоистом, однородном положительном столбе продольное электрическое поле таково, что число возникающих электронов и ионов равно диффузионным потерям заряженных частиц на стенках разрядной трубки. Электронная температура в плазме разряда автоматически устанавливается такой, которая необходима для поддержания потока положительных ионов и потерь электронов на стенках. В большинстве случаев, когда можно пренебречь объемной ионизацией и соударениями между электронами и атомами в метастабиль-ном состоянии, средняя электронная теглпература определяется главным образом произве,цением давления газа в трубке Р и диаметром трубки В. Чтобы воспроизвести заданные условия разряда в каком-либо чистом газе, необходимо только обеспечить постоянство про- [c.672]

В положительном столбе тлеющего разряда обычного типа имеем следующие условия как правило, низкое давление (обычно порядка 0,1— 100 мм рт. ст.), среднюю температуру газа (порядка нескольких сотен градусов Цельсия) и высокую электронную температуру . Эти условия близки к условиям протекания фотохимических реакций, где роль быстрых электронов играют кванты фотохимически активного света. При этом по их средней энергии быстрые электроны скорее соответствуют квантам жесткого излучения (далекий ультрафиолет). Поэтому тлеющий разряд должен благоприятствова[ть эндотермическим реакциям, т. е. химическим реакциям, в которых основную роль играют процессы разложения молекул, как, например. 2СН4 = С3Н2 Н- ЗНз (— 86,3 ккал), СН4 -Ь СОд = = 2С0 -f 2Н, (-55,6 ккал), СН -Ь Н О = СО + ЗН, (-45,9 ккал). Исследования реакций такого рода показывают, что реагирующая система приходит к некоторому предельному состоянию, характеризующемуся концентрациями исходных веществ и продуктов реакции, значительно, отличающимися от равновесных концентраций, как это имеет место в эндотермических фотохимических реакциях или в таких реакциях, в которых одновременно с прямой реакцией идет обратная ей также фотохимическая реакция (см. главу УИ1). [c.352]

Заметим, что вблизи катода, т. е. в области катодного падения потенциала, химические реакции протекают быстрее, чем в положительном столбе, что обусловлено большими скоростями электронов и более высокой температурой в этой области тлеющего разряда. Однако вследствие малых размеров области катодного падения и практически неограни- [c.352]

Наибольший выход озона был получен при синтезе озона в тлеющем разряде [550]. В этом случав максимальный выход составляет 150 гЫвт-ч, т. е. величину, только в 3 раза меньшую теоретического выхода. Выход в 150 гЫвт-ч удается получить лишь при низких давлениях и при условии охлаждения разрядной трубки жидким воздухом на холодных стенках озон вымораживается, а низкое давление способствует быстрой диффузии его к стенкам. Таким путем сводится к минимуму обратная реакция разложения озона, чему и нужно приписать наблюдающийся в указанных условиях большой выход озона этот выход получается исключительно в положительном столбе тлеющего разряда. В области катодного падения потенциала, в частности в области отрицательного свечения, озон не образуется, причем специальными опытами было показано, что причина этого заключается в быстром разложении озона. [c.355]

Заметим, что вблизи катода, т. е. в области катодного падения потенциала, химические реакции протекают быстрее, чем в положительном столбе, что обусловлено большими скоростями электронов и более высокой температурой в этой области тлеющего разряда. Однако вследствие малых размеров области катодного падения и практически неограниченной протяженности положительного столба суммарная скорость реакции, протекающей в столбе, может зиачительно превысить скорость реакции вблизи катода. Поэтому проведение реакции преимущественно в положительном столбе практически более целесообразно. [c.443]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология