Вакуумно-плазменные процессы и технологии. Ефремов А.М - 100 стр.

личении тока разряда. По мере роста тока нагрев катода становится
весьма сильным, при этом в силу естественной неоднородности по-
верхности катода и различных условий охлаждения ее участков, один
из участков разогревается сильнее других и начинает эмитировать
электроны по механизму термоэлектронной эмиссии. Увеличение
эмиссии приводит к образованию интенсивной локальной лавины (см.
рис. 2.1.1) и к увеличению числа ионов, бомбардирующих данный
участок. В результате этого разряд стягивается на катоде в пятно
очень малых размеров, называемое катодным пятном, причём преоб-
ладающим механизмом эмиссии становится термоэлектронная эмис-
сия. В трубке устанавливается самостоятельный дуговой разряд, рас-
пределение потенциала в котором приведено на рис. 2.5.1,а.
      Как и в тлеющем разряде, в дуговом разряде непосредственно
перед катодом имеется участок катодного падения потенциала. Ши-
рина этого участка соизмерима со средней длиной свободного пробе-
га электрона. Величина катодного падения потенциала в дуговом раз-
ряде много меньше, чем в тлеющем, она близка к потенциалу иони-
зации газа, которым наполнен прибор. Возможность горения разряда
при таком малом U k обусловлена тем, что, во-первых, уменьшение
протяжённости области катодного падения способствует поддержа-
нию около катода значительного падения потенциала и, во-вторых,
для поддержания высокой температуры пятна важна не энергия каж-
дого иона в отдельности, а суммарная энергия всех ионов, приходя-
щих на катод. Плотность энергии оказывается большой, так как ток
дугового разряда велик.
      Столб дугового разряда, примыкающий к участку катодного па-
дения потенциала, качественно аналогичен столбу тлеющего разряда.
Количественные отличия связаны с тем, что плотность тока в дуге
значительно больше, чем в тлеющем разряде. В прианодном участке,
в зависимости от размеров, формы, материала анода и т.д., может на-
блюдаться как некоторое увеличение потенциала, так и его уменьше-
ние. Напряжение горения дугового разряда складывается из U k , паде-
ния напряжения в столбе и анодного падения потенциала, в общем
случае эта величина значительно меньше, чем для тлеющего разряда.
      Кроме термоэлектронной эмиссии в дуговых разрядах наблюда-
ется электростатическая эмиссия. Образованию сильного электриче-
ского поля около катода способствует интенсивное испарение мате-
риала катода, создающее непосредственно около него высокое давле-
ние пара. При этом средняя длина пробега электронов, а следователь-
но, и протяжённость участка катодного падения потенциала уменьша-

                                100