Главное меню
Главная О сайте Добавить материалы на сайт Поиск по сайту Карта книг Карта сайта
Книги
Аналитическая химия Ароматерапия Биотехнология Биохимия Высокомолекулярная химия Геохимия Гидрохимия Древесина и продукты ее переработки Другое Журналы История химии Каталитическая химия Квантовая химия Лабораторная техника Лекарственные средства Металлургия Молекулярная химия Неорганическая химия Органическая химия Органические синтезы Парфюмерия Пищевые производства Промышленные производства Резиновое и каучуковое производство Синтез органики Справочники Токсикология Фармацевтика Физическая химия Химия материалов Хроматография Экологическая химия Эксперементальная химия Электрохимия Энергетическая химия
Новые книги
Сидельковская Ф.П. "Химия N-вннилпирролидона и его полимеров" ()

Райт П. "Полиуретановые эластомеры" (Высокомолекулярная химия)

Сеидов Н.М. "Новые синтетические каучуки на основе этилена и олефинов" (Высокомолекулярная химия)

Поляков А.В "Полиэтилен высокого давления. Научно-технические основы промышленного синтеза" (Высокомолекулярная химия)

Попова Л.А. "Производство карбамидного утеплителя заливочного типа" (Высокомолекулярная химия)
Книги по химии
booksonchemistry.com -> Добавить материалы на сайт -> Физическая химия -> Велихов Е.П. -> "Физические явления в газоразрядной плазме" -> 41

Физические явления в газоразрядной плазме - Велихов Е.П.

Велихов Е.П., Ковалёв А.С., Рахимов А.Т. Физические явления в газоразрядной плазме — М.: Наука, 1987. — 160 c.
Скачать (прямая ссылка): fizyavleniyavgazovoyplazme1987.djvu
Предыдущая << 1 .. 35 36 37 38 39 40 < 41 > 42 43 44 45 46 47 .. 55 >> Следующая


j=ene\ieE.

Однако при давлениях газа порядка 100 Тор и характер* ном катодном падении около 400 В длина пробега ионизующих электронов составляет величину порядка 10~2—IO-3 см. Эксперимент же показывает, что протяженность темного фарадеева пространства во многих газах (например, в азоте) может достигать нескольких сантиметров. Для объяснения этого явления рассмотрим простую одномерную модель разрядной области, примыкающей к области катодного падения. По аналогии с (1.22) запишем систему уравнений для потока электронов и ионов и для электрического поля в этой области:

/IeHeE-^niHiE = j/e, (5.9)

д (HtVi)Idx = — vtne + Prnent, (5.10)

дЕ/дх = Ane (пе—п{). (5.11)

Здесь Vi — частота ионизации газа электронным ударом, ?r — коэффициент электрон-ионной рекомбинации, / — плотность тока разряда, Vi = HiE, Ve=HeE. а

В области темного фарадеева пространства систему (5.9) — (5.11) можно упростить благодаря следующим обстоятельствам. В положительном столбе разряда Vj=?rni. В области темного пространства напряженность электрического поля существенно меньше, чем в положительном столбе. Так как Vi является резко убывающей функцией поля,

120 то в рассматриваемой области V;<^?rnj и, значит, первым членом в правой части уравнения (5.10) можно пренебречь.

Вне катодного слоя (а стало быть, и в области темного фарадеева пространства) плазму, так же как и в положительном столбе, можно считать квазинейтральной; ne=n~n. Тогда, в силу того, что ц^р;, вторым членом в уравнении (5.9) можно пренебречь. Кроме того, следует иметь в виду, что для большинства газов в области характерных для тлеющего разряда полей можно считать подвижность ионов Pt не зависящей от напряженности электрического поля.

С учетом сделанных замечаний система (5.9) — (5.11) сводится к уравнению

= (5.12)

4яе дх\ дх J е дх це ц,- v '

Граничными условиями для этого уравнения должны быть условия на внешней границе катодного слоя.

' Из (5.12) следует примечательный факт. Если подвижность электронов не зависит от электрического поля, то за областью катодного падения не может существовать область, в которой электрическое поле было бы меньше, чем в положительном столбе. Действительно, в этом случае всюду за катодным слоем

StEydxs = — 8Jw^nVpj < 0,

т. е. напряженность электрического поля за катодным слоем не может спадать, а затем увеличиваться до значения, соответствующего положительному столбу. Реально же во многих газах (например, в азоте) подвижность электронов уменьшается с ростом электрического поля, так что зависимость ре (E) можно аппроксимировать следующим образом:

|іг = а/? + &.

*

С учетом этой зависимости перепишем (5.12):

' Д*. (S.13)

4ле дх \ дх J е (а+ЬЕ)а дх ц,- 4 '

Отсюда видно, что при выполнении неравенства

4njalF!E(a + bEY^>\. (5.14)

(lF — характерный размер рассматриваемой переходной области) за катодным слоем существует область, аналогичная темному фарадееву пространству, в которой напряженность электрического поля возрастает от своего минималь-

121 ного значения до значения, соответствующего положительному столбу. Действительно, при этом первым членом в (5.13) можно пренебречь, так что в рассматриваемой области зависимость электрического Поля Е(х) определяется из уравнения

AEfdx = Prj/ea\i{. (5.15)

Отсюда следует, что

?(х) = Ш/еа^)х. (5.16)

Длину области темного пространства If можно определить из условия достижения напряженностью электрического поля значения Er, соответствующего положительному столбу. Тогда из (5.16) видно, что

lF = e\itaEg/?rj.

Заметим, что длина области темного фарадеева пространства уменьшается с ростом плотности тока j, что хорошо подтвер ждается на эксперименте. От давления газа величина If зависит слабо, так как Eg~p, а цг~1/р. При характер ных параметрах разряда, например, в азоте: /7 = 100 Тор /=50 мА/см2, Elp= 20 В/(см-Тор), а=10в см/с, Ь = =5-105 см2/(В -с), ?r = 10~7 см3/с, Hi=(IJ-IOVp) см2/(В-с) длина области темного фарадеева пространства If оказывается равной приблизительно 1 см.

§ 5.3. Особенности разряда,

горящего в электроотрицательном газе

Причиной сильной неоднородности плазменных параметров в межэлектродном промежутке может быть также наличие в составе газа электроотрицательных молекул в таком количестве, что скорость исчезновения электронов из области разряда за счет прилипания превосходит скорость их исчезновения за счет рекомбинации с ионами. При этом в плазме образуются отрицательные ионы, концентрация которых определяется балансом скоростей их образования за счет прилипания электронов и исчезновения 'их за счет рекомбинации с положительными ионами. Условие квазинейтральности плазмы при наличии отрицательных ионов записывается в виде

nf = ne + пт-

Для стационарного существования однородного положительного столба в электроотрицательных газах необхо-

122 димо, чтобы частота ионизации газа электронами была равна частоте их исчезновения за счет прилипания. Известно, что в воздухе, например, частота ионизации равна частоте прилипания при
Предыдущая << 1 .. 35 36 37 38 39 40 < 41 > 42 43 44 45 46 47 .. 55 >> Следующая

Авторские права © 2011 BooksOnChemistry. Все права защищены.
Реклама