тродами; при зближенні або розведенні металевих електродів; при порушенні іскрового розряду шляхом пробою між керуючим електродом і основним електродом (як правило, по поверхні діелектричної вставки); при впливі могутнього лазерного імпульсу на поверхню одного з основних електродів; а також внаслідок удару мікрочастинок про електроди або під впливом плазми зовнішнього джерела на катодну поверхню. [11]
Рис. 2.5.Пояснітельний малюнок до теми умови пробою в вакуумі
Вибухова електронна емісія (мікровибухи) - електронна емісія з поверхні металу при його переході з твердої фази в газоподібну (плазму) в результаті локальних вибухів мікроскопічних областей емітера. Це єдиний вид електронної емісії, що дозволяє отримувати щільність струму величиною 109А/см2, і потоки електронів потужністю - 1013 Вт
Для ініціювання вибухової електронної емісії необхідно створення на поверхні емітера фазового переходу метал-плазма, який був би джерелом струму, що підтримує цей перехід. Такий перехід може бути створений шляхом організації мікровзривов. Ток автоелектронної емісії розігріває електрони в мікрообсязі металу за рахунок ефекту Ноттінгема. Ефект Ноттінгема - виділення тепла на катоді при автоелектронної емісії та поглинання тепла при термоелектронної емісії, обумовлені різницею між СР енергією електронів, що підходять до поверхні катода і покидають його. Розігріті електрони передають свою теплову енергію решітці завдяки електрон-фононної взаємодії. У результаті відбувається мікровибух і утворення так званого катодного факела, що складається з плазми і випарувалися пари металу. Новоутворена плазма починає розширюватися і переходить на стрижневий проміжок.
Величина струму іскрового розряду в відсутність магнітного поля та без урахування релятивістських ефектів визначається виразом
де B - якась константа, - різниця потенціалів між фронтом утворилася плазми і анодом, - відстань між електродами, - радіус плазмового згустку, - час. F (x) - функція, що визначається геометрією міжелектродного проміжку, в простому випадку функція F (x) є лінійною функцією свого аргументу.
Якщо струм насичення досить великий (близько 10 А), то через деякий час режим насичення змінюється нестійким режимом, що супроводжується хаотичними сплескамиструму. У цьому режимі перехід електронів з катода в плазму визначається термоавтоелектронной емісією, викликаної електростатичним полем на кордоні емітер-плазма. Це поле починає збільшуватися, і при досягненні ним величини порядку 108 В / см відбувається ще один вибух. Якщо ж струм насичення малий (близько 1 А), то після фази насичення відбувається обрив струму.
В даний час знайшла визнання нестаціонарна, циклічна модель процесів в катодного фахівців плямі вакуумної дуги [1]. За час 10-9 - 10-8с в обсягах на поверхні катода з лінійними розмірами 10-5 - 10-4см. відбувається бурхливе виділення енергії зі скоростью1012-1013 Дж с - 1 г - 1. Цей процес супроводжується ерозією катода зі швидкістю витоку маси 108 - 109А см - 2 в електричному еквіваленті та проходженням електричного струму з щільністю 108 - 109 А / см - 2. Продукти ерозії в результаті вибухової емісії перетворюються на прікатодних плазму. Сукупність описаних вище явищ носить короткочасний характер. У результаті ерозії лінійні розміри області локалізації струму збільшуються, щільність струму і швидк...
