直流放電通常指低頻放電,在氣壓和電流范圍不同時(shí),由于氣體中電子數(shù)、碰撞頻率、粒子擴(kuò)散和熱量傳遞速度不同,會(huì)出現(xiàn)暗電流區(qū)、輝光放電區(qū)和弧光放電區(qū)。電流的大小是根據(jù)電源負(fù)載特性曲線中兩條相應(yīng)于電阻R1、R2的下降直線和放電特性曲線的交點(diǎn)(工作點(diǎn)A、B、C)確定的。
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電子在電場加速的情況下,獲得足夠能量,通過與中性分子碰撞,新產(chǎn)生的電子數(shù)迅速增加,電流增大到10-7~10-5安時(shí),在陽極附近才出現(xiàn)很薄的發(fā)光層。
電流再增大(10-5~10-1安)時(shí),在較低的氣壓條件下,陰極受到快速離子的轟擊而發(fā)射電子,這些電子在電場作用下向陽極方向加速運(yùn)動(dòng)。陰極附近有一個(gè)電位差很大的陰極位降區(qū)。電極之間的中間部分是電位梯度不很大的正柱區(qū),其中的介質(zhì)是非平衡等離子體。
正柱區(qū)的電子和離子以同一速度向壁面擴(kuò)散,并在壁面復(fù)合,放出能量(這是沒有氣體對(duì)流時(shí)的情況)。經(jīng)典理論中電子密度在橫截面上的分布是貝塞耳函數(shù)的形式。在陽極附近有一個(gè)幾毫米厚的陽極位降區(qū),其中的電位差與氣體電離電位的數(shù)值大致相等。
當(dāng)電流超過 10-1安且氣體壓力也較高時(shí),正柱區(qū)產(chǎn)生的焦耳熱大于粒子擴(kuò)散帶到壁面的熱量,使正柱區(qū)中心部分溫度升高,氣體電導(dǎo)率增加,以致電流向正柱區(qū)中心集中,形成不穩(wěn)定的收縮現(xiàn)象。
最后,導(dǎo)電正柱縮成一根溫度很高、電流密度很大的電弧,這就是弧光放電。在陰極,電流密度達(dá)104~106安/厘米2,形成"陰極斑點(diǎn)",根據(jù)熱電子發(fā)射(熱陰極)或場致發(fā)射(冷陰極)的機(jī)理,發(fā)出電子。
在陽極也有"陽極斑點(diǎn)"。由于電子帶著本身的動(dòng)能進(jìn)入陽極,進(jìn)入時(shí)又放出相當(dāng)于逸出功的能量,再加上陽極位降區(qū)的發(fā)熱量,使陽極加熱比陰極大得多?!?a href="http://m.ycsyzs.com/">等離子處理機(jī)】