
88
Глава 5. Разряд
в
вакууме
При этом появляются катодная плазма, взрывная электронная эмиссия и катодное
пятно. Вывод о ведущей роли катода в разряде подтверждается многими данными,
например [12]. Ток электронов с катода растет с ростом напряжения
17,
шерохова-
тости катода (т.е. |3д) и диэлектрической проницаемости 8.
Все эти факты говорят о ведущей роли катода в инициировании электрического
разряда по диэлектрику в вакууме.
Кроме автоэмиссионного взрыва, существует вторая возможность появления
катодного микровзрыва. Она обусловлена скользящим микроразрядом по поверх-
ности диэлектрика с острия «а» (рис. 15), которое контактирует с диэлектриком.
В таком разряде плазма будет двигаться с острия «а», создавая ток смещения. Этот
ток замыкается через острие, разогревает его, и острие взрывается. Вероятность
такого взрыва тем больше, чем выше 8 диэлектрика. Подробнее об этом мы будем
говорить ниже в главе 24 при рассмотрении работы металлодиэлектриче ских ка-
тодов. Место касания микроострия с диэлектриком называется тройной точкой.
В ней соприкасаются металл катода, диэлектрик и изолирующая среда. В нашем
случае это металл-диэлектрик-вакуум. Как будет показано ниже, процессы в трой-
ных точках играют фундаментальную роль в физике скользящих разрядов, в част-
ности в работе металлодиэлектрических катодов.
Важным аргументом в пользу микровзрывов на катоде являются спектры излуче-
ния начальных стадий разряда. В [13] исследовались титанат бария (е = 1800) и дву-
окись титана (е = 80). При использовании двуокиси титана свечение в катодной об-
ласти было недостаточным, чтобы зарегистрировать его спектр в первые наносекун-
ды. В случае титаната бария это оказалось возможно. Авторы [13] ставили перед
собой следующую задачу: с помощью наблюдения последовательности появления
линий материалов электрода и диэлектрика в спектре свечения разряда установить
причинно-следственную связь между взрывом микровыступов на катоде и испарени-
ем материала диэлектрика. Разряд на диэлектрике возникает начиная с некоторого
порогового напряжения. Величина этого напряжения растет с уменьшением диэлект-
рической проницаемости, увеличением толщины диэлектрика и укорочением дли-
тельности импульса. При амплитуде импульсов, близкой к пороговой, наблюдается
запаздывание разряда.
В спектре свечения разряда при напряжениях, близких к пороговым, регистри-
руются линии материала острия (^1, И), а также линии нейтрального (Ва1),
однократно ионизованного бария (ВаП) и титана (Т11), входящих в состав диэлект-
рика. С ростом напряжения разряда в импульсе интенсивность этих линий растет и
появляются новые линии, принадлежащие керамике. С сокращением длительности
импульса до 2 не разрушение острия диэлектрика наступает при более высоких
напряжениях. Однако спектральный состав свечения и последовательность появ-
ления линий при этом остаются прежними. В таблице 7 приведены данные об от-
носительной интенсивности
У
наиболее ярких спектральных линий, наблюдаемых
в разряде, а также указаны вероятности появления каждой линии в серии из десяти
разрядов (а). Из этих данных следует, что линии материала острия и диэлектрика
появляются в спектре свечения разряда практически одновременно. Следует
учесть, что спектральная чувствительность установки, используемой в экспери-
менте, в области линий XVI (4302 А) приблизительно в два раза ниже, чем для ос-
тальных зарегистрированных линий. Вследствие этого частота появления линий
XVI в каждой из приведенных серий оказывается заниженной.