Моделирование зажигания разряда низкого давления в комбинированных электрических полях

Abstract

В работе измерены кривые зажигания продольного комбинированного разряда в аргоне в разрядной камере с расстоянием между электродами L = 32 мм. Также получен аналитический критерий пробоя газа в комбинированном поле при произвольных величинах ВЧ и постоянного электрических напряжений. Данный критерий учитывает ионизацию молекул газа при одновременном наложении высокочастотного и постоянного электрических полей, продольную и поперечную диффузии электронов, дрейфовое движение электронов и ионов, а также ион-электронную эмиссию с поверхности катода. Полученный критерий пробоя позволяет исследовать как влияние высокочастотного поля на пробой газа в постоянном электрическом поле, так и влияние постоянного поля на ВЧ пробой газа. Кривые зажигания продольного комбинированного разряда, предсказанные с помощью данного критерия пробоя газа, хорошо согласуются с экспериментальными данными. В роботі проведено вимірювання кривих запалювання поздовжнього комбінованого розряду в аргоні у розрядній камері з відстанню між електродами L = 32 мм. Також отримано аналітичний критерій пробою газу в комбінованому полі при довільних значеннях величин високочастотної (ВЧ) та постійної електричних напруг. Цей критерій враховує іонізацію молекул газу при одночасному прикладенні високочастотного та постійного електричних полів, поздовжню та поперечну дифузії електронів, дрейфовий рух електронів та іонів, а також іон-електронну емісію з поверхні катоду. Отриманий критерій пробою дозволяє досліджувати як вплив високочастотного поля на пробій газу в постійному електричному полі, так і вплив постійної напруги на ВЧ пробій газу. Криві запалювання поздовжнього комбінованого розряду, передбачені за допомогою цього критерію пробою газу, добре співпадають з експериментальними даними. In this work measurements of the longitudinal combined discharge breakdown curves in the discharge chamber with a distance between the electrodes L = 32 mm were carried out. We also obtained an analytical gas breakdown criterion in the combined electric field with variable magnitudes of the RF and DC voltages. This criterion takes into account gas molecules ionization with the application of the RF and the DC electric fields at the same time, longitudinal and transverse electron diffusion, drift electrons and ions motion and ion induced electron emission from the cathode surface. The obtained criterion lets us investigate as the influence of the RF field to the DC breakdown as the influence of the DC field to the RF breakdown. The breakdown curves of the longitudinal combined discharge predicted by this criterion are in a good agreement with the experimental data.