Дуговой разряд с холодным катодом

Чаще всего имеют дело с дугами с раскаленным катодом, температура которого составляет несколько тысяч градусов. Наиболее нагретой частью катода является катодное пятно. Усиленное испускание электронов (термоэлектронов) катодом есть одно из условий существования электрической дуги. Однако существуют дуги с холодными электродами (например, ртутная дуга). Дуговой разряд в этом случае поддерживается автоэлектронной эмиссией катода, обусловленной туннельным прохождением электронов сквозь потенциальный барьер, образованный двойным электрическим слоем на поверхности катода. [c.353]

В тлеющем разряде катод остается холодным, и наблюдается большое катодное падение потенциала, вызванное своеобразным распределением пространственных зарядов. В тлеющем разряде уменьшение внешнего сопротивления приводит к увеличению плотности тока. При некоторой плотности тока напряжение на концах разрядной трубки начинает падать, характеристика разряда становится падающей, и тлеющий разряд переходит в дуговой разряд с большой плотностью тока [c.37]

Для зажигания дугового разряда [444] оба электрода сближают, так что вследствие тепла сопротивления катод в отдельных местах разогревается до температуры, возбуждающей дуговой разряд. Дугу можно зажечь при помощи искрового или тихого электрического разряда. Анод может быть холодным однако при горении дуги в нормальных условиях его температура достигает 3800°, т. е. температуры более высокой, чем температура катода ( 3200°). При электрической дуге переменного тока, которая легко гаснет, температура электродов всегда ниже. Дуга горит гораздо спокойнее, если она возникает при постоянном токе и при достаточно большом шунтирующем сопротивлении и, по крайней мере, угольном катоде. При увеличении силы тока дуга начинает шипеть и горит при значительно более низком постоянном напряжении. При свободном горении на воздухе угольный электрод постепенно уменьшается за счет окисления сгорание электрода в атмосфере аргона происходит лишь на 1% от количества, которое сгорает на воздухе. Подобно дуговому разряду, возникающему между угольными электродами, ведет себя дуга, возникающая между другими металлически проводящими веществами исключением является дуговой разряд в ртути. (При всех работах с дуговым разрядом глаза следует защищать темными очками.) [c.140]

Известны формы дугового разряда с малым катодным падением при холодном катоде (ртутный катод). [c.99]

Самоподдерживающиеся дуговые разряды целесообразно разделить на две группы разряды, в которых катоды заметно испаряются при температурах, когда термоэлектронная эмиссия еще отсутствует,.— так называемые холодные катоды, — и разряды, в которых катоды имеют температуру, вызывающую значительную термоэлектронную эмиссию без заметного испарения. Одним из наиболее неясных вопросов в теории дугового разряда является работа катода холодной дуги. Катоды из Си, Ag, жидкой ртути и ряда других металлов являются примерами этой группы. С самого начала следует отметить, что до сих пор нет окончательного решения этой задачи. Работа термоэлектронных катодов из С, W, редких земель и др. хорошо изучена. Весьма удивительно, что в обоих случаях катодное падение потенциала приблизительно одинаково (оно несколько [c.284]

Плазменный нагрев как метод впервые разработал Рид [94]. О методе полого катода, в котором также используется плазма, говорилось в разд. 5.5. Промышленные плазменные горелки постоянного тока применялись при выращивании кристаллов и раньше [91], но Рид первым использовал как источник нагрева индукционно связанную плазму. Плазменное состояние рассматривается как четвертое состояние материи, характеризующееся тем, что с атомов газа частично или полностью удалены электроны. Температура в плазме может быть очень высокой, достигая многих тысяч градусов. Плазмы образуются при ионизации атомов в пламени или при электрических разрядах. Обычный пример плазмы — электрическая дуга между двумя электродами, возникающая при электрическом разряде (как в сварочном аппарате). Нагрев с помощью электрической дуги известен с тех пор, как появилась возможность получать сильные электрические токи. Плазменные горелки постоянного тока стали выпускаться промышленностью с середины 50-х годов, и способы введения в горелки исходных порошковых материалов хорошо отработаны. Широко известен следующий способ применения горелки ее направляют на холодную поверхность, и подаваемый в пламя материал затвердевает в виде мелкозернистой керамики. Такой метод называется пламенным распылением, он. хорошо описан в литературе. В модифицированном варианте такая горелка может заменить факел в методе Вернейля. На фиг. 5.22 показана плазменная горелка постоянного тока. В общем она действует так между электродами зажигают дуговой разряд постоянного тока, и сильная струя газа сквозь дугу отдувает плазму от электродов. При обычной электросварке одним из электродов служит сам рабочий объект и плавление вещества невозможно, если он не проводящий. Плазменная горелка устраняет это ограничение. Обычное рабочее напряжение в плазменной горелке постоянного тока составляет 10—100 В при силе тока от нескольких сотен до нескольких тысяч ампер. Как сообщают, удается достигнуть температур около 15 000°С. Правда, часто оказывается довольно трудно стабилизировать газовый поток. В худшем случае плазма полностью выдувается из [c.232]

Дуговой разряд отличается от тлеющего разряда процессами, происходящими на катоде и обусловливающими усиленную эмиссию электронов из последнего. Дуга — форма разряда, имеющая место при большой плотности разрядного тока и при катодном падении всего в несколько десятков вольт. Долгое время усиленное выделение электронов на катоде дуги приписывали исключительно термоэлектронной эмиссии и характеризовали дуговой разряд, как разряд с нагретым благодаря самому разряду катодом. В настоящее время экспериментально установлено, что существуют дуги с холодным катодом. Поэтому причину [c.511]

Катодное пятно. Внешний вид и отдельные части дугового разряда. В случае дуги область, занятая разрядом на поверхности катода, сосредоточена в так называемом катодном пятне — светлом, довольно резко ограниченном пятнышке. Катодное пятно, неподвижное на угольном катоде, может быстро передвигаться на холодном металлическом катоде. На поверхности жидкой ртути катодное пятно находится в непрерывном быстром движении. Положение катодного пятна на поверхности жидкой [c.518]

В отличие от разряда на воздухе при возбуждении дугового разряда постоянного тока в аргоне наблюдается ярко выраженное катодное падение напряжения и практически нет анодного. Поэтому почти вся энергия разряда выделяется у катода. Это ведет к тому, что температура катода достигает 10 000°С, в то время как противоэлектрод, включенный анодом, остается практически холодным. Благодаря этому поступление вещества в разрядный промежуток идет из катода, а анод не испаряется. Этим объясняется тот факт, что на вакуумных кванто-метрах смену противоэлектрода производят только после примерно 100 обыскриваний. [c.224]

В последнее время более распространены ртутные дуги с подогревными катодами. Термоэлектронная эмиссия осуществляется здесь с оксидированного катода. Он разогревается либо посторонним источником тока, либо чаще самим разрядом, Дуговая лампа такого рода содержит кроме паров ртути также аргон при давлении 5—10 мм рт. ст. Пока лампа холодная, разряд горит в аргоне. По мере разогревания баллона ртуть испаряется [c.262]

Чаще всего имеют дело с дугами с раскаленным катодом, температура которого составляет несколько тысяч градусов. Наиболее нагретой частью катода является катодное пятно. Усиленное испускание электронов (термоэлектронов) катодом есть одно из условий существования электрической дуги. Однако существуют дуги и с холодными электродами (например, ртутная дуга). Дуговой разряд в этом случае поддерживается автоэлект-ронной эмиссией катода, обусловленной туннельным прохождением электронов сквозь потенциальный барьер, образованный двойным электрическим слоем на поверхности катода. Не исключена также возможность,, что источником Эотектрических зарядов в дуге с холодными электродами, горящей при высоких давлениях, служит термическая ионизация нагретого газа около катода. [c.444]

Трудность в использовании полого катода ( холодного разряда) заключается в том, что в первый момент после подачи напряжения происходит дуговой разряд, при котором материал катода сильно расшлляется, и только после разогрева системы он переходит в тихий разряд. Поэтому подбор материала для катода весьма сложен [45]. Обычно стараются подобрать химическое вещество, подобное тому, которое собираются плавить. Как правило, катоды делают из А1, N1, Мо и нержавеющей стали. Получены монокристаллы М Оз, УгОз, Т10а [44], УЛЮд, [46, 47]. [c.238]

Дуговой разряд отличается от тлеющего разряда процессами, происходящими на катоде и обусловливающими усиленную эмиссию электронов из последнего. Дуга представляет собой вид разряда, имеющий место при большой плотности разрядного тока и при катодном падении потенциала всего в несколько десятко вольт. В настоящее время экспериментально установлено, ч и> существуют дуги с холодным катодом. Поэтому причину силсл ного выделения электронов приходится искать не только в термоэлектронной эмиссии, но и в других явлениях. В связи с таким двояким характером процессов на катоде естественно вытекает разделение всех случаев дугового разряда на термоэлектронную дугу и на дугу с холодным катодом. [c.322]

Другое предположение, сделанное для объяснения дуги с холодным катодом [1705], состоит в том, что около катода температура самого газа настолько велика, что в газе происходит термическая нонизация. Возможность такого механизма поддержания дугового разряда при большой плотности газа подтверждается расчётами Вейцеля, Ромпе и Шёна [1209]. [c.515]

Переходные формы разряда имеют место не только при б-разованни термоэлектронной, но и дуги с холодным катодом. В последнем случае автоэлектронная эмиссия и сопровождающее её уменьщение катодного падения начинаются с момента образования достаточно плотного слоя паров около поверхности более или менее легко испаряющегося катода. На переменном токе путём осциллографирования тока и напряжения наблюдался переход из тлеющего разряда в дуговой в течение каждого периода переменного тока [1701]. О переходе тлеющего разряда в дуговой смотрите также [1736—1738]. [c.517]

По внешнему виду дуговой разряд в трубках с холодными электродами отличается от тлеющего тем, что на катоде появляется ярко светящееся пятнышко — катодное пятно. Непосредственно к катодному пятну прилегает часть разряда, соответствующая отрицательному снечешш тлеющего разряда. Эту часть называют отрицательной или катодной кистью или отрицательным пламенем. Затем расположены теипюе пространство (аналогично фарадееву темному пространству тлеющего разряда), положительный столб, имеющий сужение у анода, и анодное темное пространство. Яркость положительного столба значительно больше, чем в случае тлеющего разряда, и увеличивается с увеличением тока. [c.11]

Предложения использовать плазменные дуговые испарители для нанесения тонких металлических и, в частности, геттерных пленок появились в конце 50-х — начале 60-х годов. В дальнейшем преимущественно в нашей стране было разработано большое число модификащ1й испарительных насосов на их основе, работающих как в стащюнарном, так и в импульсном режимах. Основное внимание в книге уделено дуговым испарителям с интегрально холодным катодом, как получившим наибольшее промьштенное распространение. Дуговой разряд в таких испарителях устойчив в широком диапазоне токов (десятки ампер — килоамперы) и очень прост в технической реализаций. Остановимся более подробно на его свойствах. [c.131]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология