Электроизоляция и разряд в вакууме - Сливков И.Н.
Скачать (прямая ссылка):
Макси- мальное напряже* ние, Kft Вакуум, мм рт. ст. і і Размер и материал электродов Диап при изм напря-женности, KejMM іазон ерениях ! ; ПЛОТНОСТИ темнового тока, QjCMz 6. 10е вім В, IO-*1 а-м* Jez I I Лите* рату- ра
30 10-8 0,5 CM*у 26—44 8-Ю”9 — \ 3,41 3.104 [93]
никель 10“5
17 10-ю Диаметр [26]
0,7 мм:
а) чистый 140-200 2.10-* — 30,5 4-Ю7
> вольфрам 2*10-*
б) вольфрам, 28—47 ю-8— 5 6,4-10е
покрытый 2.10-4
цезием
100 ю-» — 1 сжа, 17—40 4.10-1° 1,93 60 [941
10-1° молибден — 3-ю-® 3,82 з.ю» ;
I (3 экземп- м rt t\ #1 і 2,85 I I 700 I
27 10-5 ляра^ Диски 19—-27 5.10-5 — 1,96 I 5,5-10* [95]
і диаметром 5.10-4
і і I 18 мм, щ
I Г I нержавею- I
і і і і I щая сталь '
площадь электродов 1 см2. С этой же целью для табл. 9 использованы только значения силы токов, полученные после тренировки электродов пробоями.
По измерениям Херда, Броуди и Беннетта, экспериментальные данные которых приведены в табл. 8 и 9, темновой ток
60
при изменении межэлектродного расстояния или формы электродов зависит только от напряженности на катоде Ек, а общее приложенное напряжение и напряженность на аноде на ток не влияют. Броуди [93] получил практически одинаковый темновой ток силой около IO-7 а при значениях ?^ = 21 кв/мм для двух различных конфигураций никелевых электродов: в первом случае электроды были плоские, во втором катод был выполнен в виде прямой нити диаметром 0,125 мм такой длины, чтобы площадь поверхности была одинакова с площадью электродов в первом случае, а анод представлял собой концентрический с катодом цилиндр сравнительно большого диаметра. В других опытах Броуди с плоскими электродами при изменении межэлектродного расстояния в пределах 0,25—2 мм ток зависел только от Elx.
Аналогичные результаты были получены Беннеттом и др. [26] и Хердом [66]. Это видимое противоречие с результатами измерений, приведенными в табл. 6 и 7, объясняется, по-ви-димому, различными условиями эксперимента. Броуди, Беннетт и Херд в своих экспериментах не пользовались напряжениями выше нескольких десятков киловольт, тогда как данные упомянутых таблиц получены при более высоких напряжениях. К тому же вакуумные условия в последнем случае были менее чистыми. Оба эти фактора достаточно существенны и могут повлиять на характеристики темновых токов. Косвенным подтверждением этого служит сравнение результатов Беннетта и др. [26] и Броуди [93], с одной стороны, и Л. И. Пивовара с В. И. Гордиенко [94] и Вийкера [95] — с другой (см. табл. 9). Видно, что в измерениях Л. И. Пивовара и В. И. Гордиенко, проведенных в весьма чистых условиях, но при повышенном напряжение, темновые токи при сопоставимой напряженности больше, чем для чистых электродов в измерениях Беннетта и Броуди. Также больше по величине темновые токи в измерениях Вийкера, которые были проведены при сравнительно небольших напряжениях, но в худших вакуумных условиях.
Следует отметить еще одно отличие: по измерениям
Л. И. Пивовара с В. И. Гордиенко и Вийкера, зависимость темнового тока от напряжения (или величины Е) заметно отступала от характеристики, соответствующей выражению (15). Отклонения от последней при медных и железных электродах обнаружил и Хаули [96], исследовавший темновые токи при межэлектродных расстояниях 0,5—2 мм на переменном напряжении в вакууме 10~5—10~6 мм рт. ст. Он заметил, что если изобразить на графике зависимость Ig (I/E2)—f(E~l), которая, согласно выражению (15), должна иметь вид наклонной прямой, то в действительности наблюдаются ломаные линии, как это показано на рис. 16. Напряженность в точке излома зависит в основном от материала электрода (в опытах Хаули она равна 23—30 кв/мм). Из этого же рисунка видно, что при
61
малых напряженностях (до перелома) величина темнового тока зависит от общего приложенного напряжения. Зависимость темнового тока от напряженности и приложенного напряжения для плоских электродов диаметром 44 мм из нержавеющей стали, находившихся в безмасляном вакууме лучше
10~8 мм рт. ст., приведена на рис. 17. Видно, что расхождение
между кривыми, полу; ченными при разных напряжениях, уменьшается при переходе от малых к большим значениям
тока.
Приведенные в табл. 9 данные Беннетта и др.
[26] получены при исследовании влияния работы выхода катода на темновой ток Эти измерения проводили в отпаянной колбе из алюмосил икатного стекла, в нижней части которой имелся резервуар с це-
зием. Изменяя температуру резервуара, регулировали давление паров цезия в колбе от IO-10 до 2- IO-6 мм рт. ст. Это совместно с регулировкой температуры электродов позволяло контролировать степень покрытия вольфрама цезием и тем самым изменять работу выхода. Снижение работы выхода от 4,5 до 1,6 эв снижало напряженность, при которой протекал темновой ток определенной силы, приблизительно в 5 раз.
Темновой ток распределен по поверхности электродов крайне неравномерно и состоит в значительной мере из тонких электронных пучков [94, 97—99]. Число таких пучков, их интенсивность и стабильность во времени зависят от многих условий. Так, Броуди [93] после тренировки никелевых электродов разрядами наблюдал одновременное существование около 20 пучков при площади катода около 0,6 см2. По наблюдениям Л. И. Пивовара и В. И. Гордиенко [94], после высокотемпературного прогрева катода, приводившего к увеличению темнового тока, появляется большое число пучков, распределенных хаотически по поверхности электродов. После обработки электродов микроразрядами на катоде оставалось только
