Разработка и исследование катодных узлов с повышенным токоотбором для газоразрядных коммутаторов тока

• Автор: Богданова, Надежда Петровна
• Шифр специальности: 05.27.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Рязань
• Количество страниц: 201 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение
Глава 1. Импульсные газоразрядные приборы с холодным
катодом
1.1. Общая характеристика известных типов коммутирующих приборов
1.2. Тенденция развития сильноточных газоразрядных коммутаторов с холодных катодом
1.3. Материалы холодных катодов и основные требования
по их эксплуатации
1.3.1. Оценка применимости различных эмиссионных материалов в качестве холодных катодов сильноточных коммутаторов
1.4. Основные принципы конструирования газоразрядных приборов с холодным катодом
Выводы к главе
Глава 2. Влияние материала катода на стабильность параметров и долговечность коммутаторов с холодным катодом
2.1. Анализ причин изменения эмиссионных свойств катода
2.1.1. Сорбционный механизм изменения катодной поверхности
2.1.2. Взаимосвязь эрозионных процессов с физическими параметрами катодного материала
2.2. Исследование влияния различных катодных материалов на основные разрядные характеристики безнакальных

коммутаторов
2.3. Изменение структуры активной поверхности электродов
разрядников в процессе эксплуатации
2.3.1. Влияние различных типов воздействий, имитирующих условия эксплуатации катодов разрядников, на величину напряжения возникновения
2.3.2. ОЖЕ-анализы катодной поверхности
2.3.3. Измерение работы выхода катодной поверхности
Выводы к главе
Глава.3. Моделирование развития разряда в газонаполненном диодном промежутке с холодным катодом
3.1. Теоретические представления механизма развития разряда в диодном промежутке с холодным катодом
3.2. Динамические модели процесса формирования разряда в газоразрядных промежутках с холодным катодом
3.3. Постановка задачи и методы численного представления
процесса размножения и компенсации объемного заряда ионов и электронов на этапе формирования пробоя и установления разряда
3.3.1. Пространственно-временная дискретизация физических процессов
3.3.2. Структура расчета
3.3.3. Расчет перемещения положительных ионов
3.3.4. Расчет перемещения электронов
3.3.5. Расчет тока, напряжения на аноде и распределения потенциалов в диодном промежутке
3.3.6 Результаты численного исследования физического процесса развития разряда в газоразрядном диодном

промежутке с холодным катодом
Выводы к главе
Глава 4. Исследования катодных узлов с развитой поверхностью
4.1. Исследование возможности применения мелкоструктурной металличекой сетки в качестве конструкционной основы холодных катодов
4.1.1. Сравнительные исследования -никелевых катодов с различной структурой поверхности
4.1.2. Зондовые исследования
4.1.3. Исследование влияния площади сетчатой поверхности
на коэффициент газового усиления
4.2. Изучение влияния конструкции сетчатых катодов и катодных узлов на коммутационные характеристики газоразрядных приборов
4.2.1. Влияние подготовительного разряда на временные характеристики прибора
4.2.2. Влияние развитой поверхности сетчатых катодов на временные и частотные свойства приборов
4.2.3. Влияние геометрии сетчатых катодов на энергетические характеристики приборов
4.3. Обоснование эффективности сетчатых полых катодов
Выводы к главе
Глава 5. Использование сетчатых катодных узлов в конкретных приборах и результаты их исследования
5.1 Динамические исследования металлокерамического тиратрона ссотовым катодом
5.2 Адиабатические исследования металлокерамического ти-

ют электрические параметры. Процессы, происходящие на катоде, определяют наибольшее количество факторов среди прочих причин, приводящих к снижению долговечности, срывам работы и потере управляющих свойств приборов. Поэтому на этапе конструирования сильноточных коммутаторов особое внимание должно быть уделено проблеме катода.
Конструкция и материал ХК должны обеспечивать значительные плотности снимаемого тока без перехода- в дуговую стадию, которая является недопустимым фактором для приборов, рассчитанных на использование СПР.
При выборе материала ХК следует учесть следующее. Более долговечными являются чисто металлические катоды из молибдена и никеля. Активные материалы не могут обеспечить стабильность параметров из-за быстрой потери эмиссионных свойств. В области давления порядка 1-10 Па катодный материал не играет сколько-нибудь значимой роли на процесс развития разряда и величину НПР.
Долговечность и стабильность приборов с ХК зависят от степени токовой загрузки катода, которая определяется его геометрией, родом газа, а в случае применения электро-магнитного поля, конструкцией магнитных систем.
Для улучшения условий развития и установления разряда необходимо проводить оптимизацию геометрических характеристик катода по диапазону используемого давления.
Для заключительных рекомендации по катодному материалу следует провести более детальные исследования механизма деградации катода на стадиях изготовления и эксплуатации приборов, выяснить характер этого изменения.