?
Моделирование влияния температуры на взаимодействие катода с тонкой диэлектрической пленкой и плазмы тлеющего газового разряда в смеси аргона и паров ртути
Сформулирована модель тлеющего газового разряда в смеси аргона и паров ртути при наличии
на поверхности катода тонкой диэлектрической пленки. Рассчитаны зависимости характеристик
разряда от температуры в интервале ее изменения, в котором заметный вклад в ионизацию
рабочей газовой смеси дает ионизация атомов ртути метастабильными возбужденными атомами
аргона (реакция Пеннинга). Показано, что в случае катода без диэлектрической пленки при
повышении температуры до достижения относительного содержания ртути в смеси порядка
5 × 10–3 происходит уменьшение напряженности электрического поля в катодном слое разряда,
обусловленное увеличением ионизационного коэффициента смеси. Дальнейшее же повышение
температуры, из-за увеличения содержания ртути в смеси и снижения вклада в ионизационный
коэффициент смеси реакции Пеннинга, приводит к его уменьшению, что обусловливает
увеличение напряженности электрического поля. При наличии на катоде диэлектрической пленки
вклад в его эффективный коэффициент электронной эмиссии, наряду с ионно-электронной
эмиссией, дает также усиленная температурой полевая электронная эмиссия из металлической
подложки катода в диэлектрическую пленку, обусловленная существованием в ней сильного
электрического поля. В результате повышения температуры происходит уменьшение
эффективного коэффициента ионно-электронной эмиссии катода, обусловленное снижением
напряженности электрического поля в пленке из-за уменьшения плотности разрядного тока. Это
приводит к меньшему снижению напряженности электрического поля в катодном слое разряда,
чем в случае катода без пленки, лишь в небольшом интервале изменения температуры катода.
Поэтому распыление катода без диэлектрической пленки на этапе его нагрева в тлеющем разряде
происходит более интенсивно, чем катода с пленкой, что обусловливает меньшую долговечность
ламп с такими катодами.