INVESTIGATION OF THE CATHODE EMISSION PROPERTIES INFLUENCE ON THE ARC ATTACHMENT MODE

Д. А. Брега, С. И. Планковский, Е. В. Цегельник, А. М. Алкиб

Abstract


It is shown that the change of the electric arc attachment mode to the surface of a hollow thermionic cathode from diffuse to contracted mode can be caused by a deterioration of the emission properties of the emitter under the influence of oxygen containing gases. Experimental studies of high-emission materials based on Ba Sc + W showed their extreme sensitivity, both to the temperature of the cathode and to the composition of the atmosphere. A numerical model of the electric arc burning process is developed taking into account the emission characteristics of the cathode material. A new criterion for estimating the life time of a cathode node is proposed. Comparison of the obtained results with the existing data shows a good correlation of the numerical study with the experiment.


Keywords


plasma torch; electric arc; thermionic emission; emitter; diffuse; contracted binding

References


Приэлектродные процессы в дуговых разрядах [Текст] / М.Ф. Жуков, Н.П. Козлов, А.В. Пустогаров и др – Новосибирск: Наука, 1982. – 158 с.

Математическое моделирование катодных процессов. Низкотемпературная плазма [Текст] / А.М. Зимин, И.П. Назаренко, И.Г. Паневин, В.И. Хвесюк – Новосибирск: Наука, 1992. – Вып. 10. – 197 с.

Schmitz H., Riemann K. //J. Phys. D: Appl. Phys. – 2002. – Vol. 35. – P.1727 – 1735.

Теория и расчет приэлектродных процессов. Низкотемпературная плазма. [Текст] / И.Г. Паневин, В.И. Хвесюк, И.П. Назаренко и др. – Новосибирск: Наука, 1992. – Вып. 10. – 197 с.

Mesyats, G.A. Cathode phenomena in a vacuum discharge: the breakdown, the spark and the arc. Moscow: Nauka, 2000. 400 p.

Benilov M.S. and Marotta A. // J. Phys. D: Appl. Phys. 1995. – Vol. 28. – P.1869 – 1882

Митрофанов, Н.К. Две формы привязки атмосферной дуги постоянного тока в аргоне к термоэмиссионному катоду [Текст]/ Н.К. Митрофанов, С.М. Школьник //ЖТФ. – 2007. – Т. 77. Вып. 6. – С. 34 – 44

Нгуен Куок Ши. Исследование индукционных и дуговых плазмотронов: диc... д-ра техн. наук: / Нгуен Куок Ши. – Санкт-Петербург, 2002. – 439 с.

Планковский, С. И. Научные основы создания высокоресурсных термоэмиссионных катодных узлов оборудования для плазменной обработки материалов: дис… д-ра техн. наук: 05.03.07 / Планковский Сергей Игоревич. – Харьков, 2009. – 333 с

Кошелев М.М. Ресурсні випробування емітерів слабкострумових катодів // Авіаційно - космічна техніка і технологія. – 2007. – №7(43). – С. 78 – 90.

Предварительные испытания W-Ba-Sc эмиттеров катодов ЭРД [Текст] / А.В. Лоян, Н.Н. Кошелев, Е.П. Солонинко, Е.Г. Агеева // Двигатели и энергоустановки аэрокосмических летательных аппаратов. – 2010. – №8(75). – С. 68–71.

ГОСТ 10157-79. Аргон газообразный и жидкий. Технические условия. – М.: Изд-во стандартов, 1994. – 21 с.

Ажажа, В.М. Устройства финишной очистки технологических газов на основе не распыляемых геттеров из сплавов Zr-Аl, Zr-Fe, Hf-Fe [Текст] / В.М. Ажажа, Р.В. Ажажа, П.Н. Вьюгов и др. // Вопросы атомной науки и техники. Сер. Вакуум, чистые материалы, сверхпроводники – 2006. – №1(15). – С. 26 – 29.

Plankovsky, S. Review of LaB6, Re-W dispenser and BaHfO3-W cathode development/S. Plankovsky, A.Taran, V. Voronovich, V .Paderno, V. Filipov// IEEE Transactions on electron devices. – 2009. – Vol. 56, No. 5. – P. 760 – 765.


Refbacks

  • There are currently no refbacks.