ВНКСФ7: Чащин Максин Сергеевич: Распределение плотности тока по поверхности полого катода при различной его длине

Распределение плотности тока по поверхности полого катода при различной его длине

Чащин Максин Сергеевич
Новосибирский государственный университет

Научный руководитель: Золкин Александр Степанович, к.ф.-м.н.
Соавторы: Солдаткина Елена Ивановна, Резниченко Алексей Викторович

Несмотря нато, что ионизационные процессыв полом катоде (катод с отрицательнойкривизной рабочей поверхности)те же, что и в разряде с плоскими электродами,существенные различиявозникают в связи с эффектом полого катода [1]. Вполости катода электроныосциллируют по радиусу, что способствуетувеличению их ионизационнойспособности и делает разряд с полым катодомуникальным. Широкое применениеполого катода при генерации ионных пучков создаетнеобходимость подробногоисследования большого числа параметровразряда. В работе [2] исследуется распределение тока положительныхионов по радиусу полого катода,при котором наблюдается резкий максимум вцентре. Для детальногоисследования процессов в плазме газового разряданеобходимы знания ораспределении плотности тока по всей поверхностикатода. Наша работапосвящена изучению этой характеристики взависимости от его длины.Особое внимание уделено проверке предположения [3] о неравномерности этогораспределения.

Нами использовалсяцилиндрическийсекционированный полыйкатод, состоящий из 10 секцийпо 5мм длиной, диаметром 31мм(рис.2). Измерения плотности тока проводилисьследующим образом.Напряжение пробоя на участке катод-анодвыбиралось на основаниирезультатов работы [4]. Зажигалсяразряд и регулировкойположения коллектора устанавливалась необходимаядлина катода. Зависимостираспределения тока при различных длинахкатода получены путемпоследовательного заземления секций черезизмерительный прибор.Характерные кривые представлены на рис.1.


Рис.1. Распределение плотности тока поповерхности катодамаксимальной длины 50 мм при давлении 0,07torr. На графикахвынесены длины катода. Газ -аргон.	Рис.2. Схемаэкспериментальной установки.1-анод, 2-секции, 3-стекляннаятрубка,4-коллектор.

На первой секции наблюдаетсямаксимальное значение плотности тока, что, вероятно, связано с близостьюпервой секции к аноду. Приувеличении длины катода распределениестановится более равномерным.Изменение давления в пределах 0,1 – 0,07 torrприводит лишь к незначительнымсмещениям значений тока.

Отмечено образованиенескольких максимумов величинтока по всей длине катода. При увеличении длиныэти максимумы становятся менеевыраженными. Результаты экспериментовпоказывают, что в полом катодеток ионов распределен неравномерно. Этоприводит, в частности, кнеоднородному распылению внутренней поверхностикатода, что может бытьсущественно в экспериментах по образованиюмикрочастиц в плазме газовогоразряда. Подробная информация о результатахэксперимента представлена вработе [5].

Литература:

[1] Б.И.Москалев. Разряд с полымкатодом. Москва, “Энергия”, 1969.

[2] Р.П.Баберцян, Э.С. Бадалян, Г.А.Егиазарян, Э.И Тер-Геворкян, В.Н.Оганнисян. //Ж.Т.Ф., 2000 г. том 70,вып 4, с. 24-28.

[3] С.П. Никулин //Ж.Т.Ф., 1992. том 62, с.21-27.

[4]А.В. Петренко. Влияние длиныполого катода на вольт-амперную характеристикуразряда. Курсовая работа.//НГУ,ФФ, 1999.Научный руководитель А.С. Золкин.

[5]М.С.Чащин, Е.И.Солдаткина, А.В.Резниченко Распределение плотности тока по поверхности пологокатода при различной его длине.Курсовая работа.//НГУ, ФФ, 2000. Научныйруководитель А.С. Золкин.