Электроимпульсное кондиционирование электродов в вакууме

• Автор: Емельянов, Александр Александрович
• Шифр специальности: 05.09.03
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Усть-Каменогорск
• Количество страниц: 264 с. : ил.

Перечень сокращений, условных обозначений, символов,

единиц и терминов

1 Виды нарушения вакуумной изоляции и кондиционирование электродов

1.1 Предпробойная проводимость и состояние поверхности электродов

1.1.1 Предпробопная проводимость

1.1.2 Состояние поверхности электродов

1.2 Вакуумный пробой

1.2.1 Промежутки с острийным катодом

1.2.2 Промежутки с протяженными электродами

1.3 Кондиционирование электродов в вакууме

. 1.3.1 Тлеющий разряд

1.3.2 Предпробойные токи
1.3.3 Пробои
1.3.4 Наносекундные импульсы
1.3.4.1 Предпробойный режим
1.3.4.2 Возникновение взрывной эмиссии
1.4 Выводы
2 Инициирование импульсного пробоя
2.1 Критерий инициирования пробоя
2.1.1 Поверхностный источник
2.1.2 Джоулев источник
2.2 Критерий оптимальности электропмпульсного кондиционирования
2.3 Время запаздывания пробоя на импульсах разной формы
2.3.1 Прямоугольные импульсы напряжения с бесконечно коротким фронтом
2.3.2 Косоугольные импульсы напряжения
2.3.3 Прямоугольные импульсы напряжения с конечным фронтом
2.4 Влияние материала катода на время запаздывания
2.5 Оценка эмиссионных параметров поверхности катода
2.5.1 Коэффициент усиления поля на мнкронеоднородностях катодной поверхности
2.5.2 Работа выхода
2.G Оценка импульсной электропрочностп
2.7 Высоковольтное наносекундное кондиционирование электродов в вакууме
2.8 Выводы
3 Кондиционирование электродов сантиметровых промежутков
3.1 Экспериментальная установка и методика проведения экспериментов
3.2 Расчет времени запаздывания на косоугольной волне
3.3 Электрическая прочность на косоугольном импульсе
3.4 Потенциальная точность оценок коэффициента усиления поля
3.5 Установка электродов в секционированном изоляторе электронной импульсной пушки
3.G Выводы
4 Кондиционирование электродов миллиметровых промежутков
4.1 Тлеющий разряд
4.2 Экспериментальная установка и методика выполнения экспериментов
4.3 Предпробойные токи и коэффициент усиления поля
4.4 Электрическая прочность вакуумных конденсаторов в статическом режиме
4.5 Оценка эмиссионных параметров катода из экспериментов
по времени запаздывания вакуумного пробоя
4.G Влияние шунтирующей емкости на электрическую прочность вакуумных промежутков
4.7 Совместное кондиционирование пробоями на постоянном
и импульсном напряжениях
4.8 Прогнозирование электрической прочности вакуумной изоляшши
4.8.1 Статический режим
4.8.2 Импульсный режим
4.9 Выводы
5 Кондиционирование пленочных электродов
5.1 Экспериментальная установка и методика наносекундного кондиционирования
5.2 Кондиционирование большим количеством импульсов
5.3 Совместное использование постоянного и импульсного

напряжений
5.4 Кондиционирование одиночными импульсами
5.5 Эффективность электронмпульсного кондиционирования
5.G Влияние формы импульса на кондиционирование
5.7 Инициирование вакуумного пробоя в системе напыленных электродов
5.8 Электропрочность мпкроканальноп пластины в наносекундном диапазоне длительностей
5.9 Технологические режимы кондиционирования .
5.10 Приборы ночного видения
5.11 Выводы
Заключение
Приложение А
Приложение Б
Приложение В
Приложение Г
Приложение Д
Приложение Е . i
Приложение Ж
Приложение
Приложение И
Приложение К
Приложение JI
Приложение М
Приложение Н
Приложение О
Список использованных источников

Зная начальное xq = лТц/Т” и конечное хкр = тгТкр/Т* значения аргумента для заданных материала эмиттера и мпкронапряженностп электрического поля, легко из графика а --- f[x) определить величину параметра а = а(хкр) — fl(j’o). Значение множителя а для всех рассмотренных ниже материалов при изменении напряженности поля от б • 109 до 1,32 • Ю10 В/м лежит в интервале от 1,04 до 2,10, возрастая не более чем на 40% для данного металла.
Выражение (36), определяющее инициирование вакуумного пробоя в результате джоулева разогрева мнкроэмиттера катодной поверхности проходящим через него термоавтоэлектронным током, является математической записью критерия инициирования пробоя на импульсах наносекундного диапазона длительностей и совпадает по форме с известным критерием (19), а величины f{U) и G, входящие в (19), получают конкретный физический смысл.
Домножнв обе части равенства (36) на (Ткр — То), получим /162
f(U) = -Jo2(0 (42)
определяет мощность, выделяемую в единичном объеме мнкроэмит-тера проходящим через него термоавтоэлектронным током и необходимую для нагрева эмиттера до критической температуры за время, равное времени запаздывания пробоя в вакууме t3, а величина
G = рс(Ткр — То) (43)
имеет смысл энергии необходимой для разрушения единичного объема микроэмиттера и инициирования вакуумного пробоя п определена физическими постоянными материала катода.
Инициирование пробоя происходит при выделении в микроэмитте-ре некоторой критической и постоянной для данного материала энергии G = const, поэтому с ростом амплитуды высоковольтных импульсов, воздействующих на электроды вакуумного промежутка, и соответствующим увеличением их мощности время запаздывания пробоя уменьшается и, наоборот, при уменьшении мощности высоковольтных импульсов t3 возрастает /162/.
Решение дифференциального уравнения (28) так же получено на ЭЕШ /163/. Расчеты выполнены для медного эмиттера и прямоугольных импульсов напряжения. Значения времени запаздывания t3