Измерение длительности горения вакуумной дуги с W-fuzz катодом

Abstract

В данной работе представлена экспериментальная методика определения времени горения вакуумной дуги в микросекундном диапазоне на вольфрамовых катодах с нано структурированной поверхностью. В качестве образцов использовались вольфрамовые пластины, подвергнутые воздействию гелиевой плазмы, в течении 4 часов. В результате бомбардировки поверхности вольфрама ионами гелия появляются наноструктуры, называемые вольфрамовым пухом (W fuzz). Они представляют собой тонкие вольфрамовые нити толщиной 10–50 нм. Средняя толщина W fuzz слоя составила 1 мкм. В работе использован триггерный метод поджига дуги. Для питания дуги использовался источник питания с напряжением 200 В и постоянным током от 0,1 до 0,7 А. Показано, что, как и для обычных металлических катодов, статистическое интегральное распределение времени горения дуги для катодов с fuzz слоем носит случайный характер, имеет экспоненциальную зависимость. Но время горения вакуумной дуги на W fuzz слое на порядок больше, чем для обычного вольфрама. На основе результатов эксперимента определено среднее время горения дуги, оно составило ~1 мкс для тока 0,17 А и ~40 мкс для тока 0,7 А.