Вакуумно-плазменные процессы и технологии. Ефремов А.М - 32 стр.

UptoLike

32
BA
M
AB
nn
nkk
k
n
31
2
*
+
= , (1.48)
BA
M
M
M
AB
AB
nn
nkk
nkk
nnkR
31
32
3
*
+
== . (1.49)
В области высоких давлений в пределе имеем
13
knk
M
>>
, поэтому вы-
ражение (1.49) преобразуется к виду
BAAB
nnkR
2
=
. В области низких
давлений
13
knk
M
<<
, поэтому
MBAMBAAB
nnnknnn
k
kk
R
4
1
32
== , (1.50)
что формально соответствует элементарному трехчастичному процес-
су
M
AB
M
B
A
k
+
+
+
4
. (1.51)
Поскольку газ тяжелых частиц в условиях ННГП может рас-
сматриваться как квазиравновесная система, «эффективный» коэффи-
циент скорости объемной рекомбинации
4
k может быть аппроксими-
рован выражением в Аррениусовской форме
(
)
RTEATk
n
= exp ,
применяемым для описания равновесных газофазных реакций. Пара-
метры A, n и E определяются температурой газа и природой сталки-
вающихся частиц и достаточно хорошо известны по справочной ли-
тературе. Характерные значения коэффициента скорости объемной
рекомбинации лежат в диапазоне 10
-34
10
-31
см
6
/сек. Для определе-
ния относительной эффективности реакции (1.51) удобно представить
ее в виде эквивалентной реакции второго порядка
AB
B
A
k
+
5
, (1.52)
где
1325
knkkk
M
=
. Принимая во внимание характерный диапазон зна-
чений
3
k 10
-11
- 10
-10
см
3
/сек и
1
k 10
12
- 10
13
сек
-1
, получаем
5
k (10
-24
- 10
-22
)
M
nk
2
. При давлении газа порядка 1 тор (133.3 Па)
имеем
M
n 10
16
см
-3
и, следовательно,
5
k (10
-8
- 10
-6
)
2
k . Отсюда ясно,
что в разрядах низкого давления эффективность объемной трехчас-
тичной рекомбинации нейтральных частиц является низкой.
В разрядах низкого давления доминирующую роль играет гете-
рогенная рекомбинация, протекающая на стенках разрядной камеры.
                                           k2
                             n AB* =              n A nB ,           (1.48)
                                       k1 + k3nM
                                               kkn
                     R AB   = k3 n AB* nM = 2 3 M n A nB .           (1.49)
                                              k1 + k3 nM

В области высоких давлений в пределе имеем k3 nM >> k1 , поэтому вы-
ражение (1.49) преобразуется к виду R AB = k 2 n A nB . В области низких
давлений k3 nM << k1 , поэтому

                             k 2 k3
                    R AB =          n A n B nM = k 4 n A n B nM ,    (1.50)
                              k1

что формально соответствует элементарному трехчастичному процес-
су
                  A + B + M →
                              k
                                 AB + M .4
                                                           (1.51)

      Поскольку газ тяжелых частиц в условиях ННГП может рас-
сматриваться как квазиравновесная система, «эффективный» коэффи-
циент скорости объемной рекомбинации k4 может быть аппроксими-
рован выражением в Аррениусовской форме k = AT n exp(− E RT ) ,
применяемым для описания равновесных газофазных реакций. Пара-
метры A, n и E определяются температурой газа и природой сталки-
вающихся частиц и достаточно хорошо известны по справочной ли-
тературе. Характерные значения коэффициента скорости объемной
рекомбинации лежат в диапазоне 10-34 – 10-31 см6/сек. Для определе-
ния относительной эффективности реакции (1.51) удобно представить
ее в виде эквивалентной реакции второго порядка

                                A + B →
                                       k5
                                          AB ,                       (1.52)

где k5 = k 2 k3 nM k1 . Принимая во внимание характерный диапазон зна-
чений k3 ∼ 10-11 - 10-10 см3/сек и k1 ∼ 1012 - 1013 сек-1, получаем
k5 ∼ (10-24 - 10-22) k 2 nM . При давлении газа порядка 1 тор (133.3 Па)
имеем nM ∼ 1016 см-3 и, следовательно, k5 ∼ (10-8 - 10-6) k 2 . Отсюда ясно,
что в разрядах низкого давления эффективность объемной трехчас-
тичной рекомбинации нейтральных частиц является низкой.
     В разрядах низкого давления доминирующую роль играет гете-
рогенная рекомбинация, протекающая на стенках разрядной камеры.

                                             32