真空电弧阴极现象综述王攀梅性忠��西安交通大学�研究真空电弧的阴极现象,实际上是探索真空电弧的起派和本质,它的核心问题是分析阴极斑点现象。本文将从这方面进行论述。一、阴极斑点的形成一对电极在高真空中相互分离时汪,由于分离麟间电极间的电场强度极高,将使间隙击穿,从而产生电弧。在产生电弧的瞬间,阴极表面就同时出现浮动的阴极斑点�它呈圆锥形向阳极扩张发光,锥琪角约为��。左右,并发射电子和金属燕汽。此外在分离的一对电极间,外施极商的电压,其电场强度达到场致发射的程度时,电极间就发射电子�并有橄小的电子电流通过。尽管其值极小,由于电流的途径往往是通过电极表面带有尖峰的极小部分流出去的,其面积约为�一“��了所以电流密度可达���一�沪再����。当场致发射电流流过这些尖峰时,会使它们发热,熔化和蒸发大�金属燕汽。当电子穿过金属燕汽云时,使金属原子电离而引起击穿。最后就在这些尖峰上点嫩电弧,点嫌处就是阴极斑点产生之处。从而可知,真空电弧是在不断始化和蒸发的金属燕汽中维持和嫩烧的,因此真空电弧亦称作“金属燕汽电弧”。杂的徽观现象。极斑点的特性。一般认为后者比前者更容易说明阴、阴极斑点的数�真空电弧在电极上产生的阴极斑点数�,与电弧电流大小和阴极材料有关。图�所示为������和����从秘、铅、锌、铝和钥五种电极材料侧得的阴极斑点数与电弧电流的关系〔�。表�是从不同文献上得到的一些有用数据,表上列出的斑点电流值是指产生单个斑点所需的平均值。裹�单个阴极斑点电流平均值《实验结果�二、阴极斑点区城的划分处于�空状态的电极间,一旦产生电弧将立即出现阴极斑点,阴极斑点在阴极表面上形成一个区城,这个区域范围可以从两个方面来划分吐。一个方面是单纯从外观阴极斑点的光亮程度来划分,在嫌弧过程中,有几个或许多个明亮发光的阴极斑点不断地在阴极表面作无规则的运动,一般这种运动从电极中心产生向电极边缘运动而消失�形成一个强烈的发光区域,这个区域称为阴极斑点区域。另一个方面是按照位于电弧与阴极交界处存在的金属离子、电子以及金属小液滴和金属蒸汽发射的区域,认为这个范围是阴极斑点区城。在姗弧过程中�这个区域发生着电、班、热和光相互交替作用极其复阴极材料斑点电流平均值参考文献汞吸固态,������汞往态,��了几汞�液态》��知、‘二口福���锌�����、�趁�〕秘�一���〕铅�固态知���〕铅‘液态夕、��锢固态����⋯翎�液态�银奋���一���】�户铝或’�、俐�忿�铭嚣、�’、铁百��卜�����、】‘��钦��,、���碳���戈����几翎】����钨�骂����本文系中国科学院科学从金资助的课题�,����⋯‘���—�几—��若月—艾夕‘�一�夕夕一勺“�,丫了�尸广「万广���一一户�声万厂一于。�一二州��之�价犷�乙别�������。“。和�����倪‘�‘〕�。即年在妞真空’下,侧得纯铜表面上的电流密度为����扣一���������。�司�以��在不同电流下,时伶单个明极斑点的电流密度与电流大小的关系,如图�所示,其范围大致在����一。一占��一������气并且发砚在电流为���时的电流密度分场大值。、写喊井石�电晚由图【阳极斑点私均教与电弧电流的关系四、阴极斑点的电流密度真空电弧阴极斑点电流密度的研究已进行了近百年,但至今还没有得出一个比较确切的结论。阴极斑点面积的侧�有两种方法�一种是用高倍率电子显徽侧�嫩弧后遗留下来的痕迹,由于侧得斑点痕迹的面积仅代表植个嫩弧后,阴极表面烧蚀的情况,并不代表嫌弧锌一时刻阴极表面烧蚀,即测得的阴极斑点面积可能比实际面积大。图�所示为��目��抓���从磨光的铜电极上,分断电弧电流时,用电子显徽镜所摄得的阴极斑点凹坑照片经放大描绘的图形。凹坑大多数的深度为其直径的一半。另一种是用具有高度空间和时间分辩率的光学仪器测�嫩弧过程阴极斑点发光面积,它只能侧得可见光在激励状态下粒子集合的面积,不能侧出这一区域存在着许多光学仪器不能侧得的强烈发射区域。����幼〔��〕也指出激励状态粒子在阴极斑点...
