阴极真空电弧原理ppt课件

1、 电弧 电弧是一种气体放电景象，电流经过某些绝缘介质例如空气所电弧是一种气体放电景象，电流经过某些绝缘介质例如空气所 产生的瞬间火花。产生的瞬间火花。1按电流种类可分为：交流电弧、直流电弧和脉冲电弧。按电流种类可分为：交流电弧、直流电弧和脉冲电弧。2按电弧的形状可分为：自在电弧和紧缩电弧如等离子弧。按电弧的形状可分为：自在电弧和紧缩电弧如等离子弧。3按电极资料可分为：熔化极电弧和不熔化极电弧。按电极资料可分为：熔化极电弧和不熔化极电弧。电弧喷金属防腐图电弧喷金属防腐图 等离子体 等离子体又叫做电浆，是由部分电子被剥夺后的原子及原等离子体又叫做电浆，是由部分电子被剥夺后的原子及原子被电离后产生的

2、正负电子组成的离子化气体状物质，它广子被电离后产生的正负电子组成的离子化气体状物质，它广泛存在于宇宙中，常被视为是除去固、液、气外，物质存在泛存在于宇宙中，常被视为是除去固、液、气外，物质存在的第四态。等离子体是一种很好的导电体，利用经过巧妙设的第四态。等离子体是一种很好的导电体，利用经过巧妙设计的磁场可以捕捉、挪动和加速等离子体。计的磁场可以捕捉、挪动和加速等离子体。等离子体等离子体1.1.阴极电弧的构成过程阴极电弧的构成过程阴极电弧是在低气压条件下约阴极电弧是在低气压条件下约102 Pa10-5 Pa阴阳极之间低电阴阳极之间低电压高电流的气体放电景象。压高电流的气体放电景象。阴极电弧的稳定

3、熄灭电弧中的带电粒子指的是电子、正离子和负离子。阴极电弧的稳定熄灭电弧中的带电粒子指的是电子、正离子和负离子。引燃电弧和维持电弧熄灭的带电粒子是电子和正离子。其中在阴极电引燃电弧和维持电弧熄灭的带电粒子是电子和正离子。其中在阴极电弧等离子体中电子占到了弧等离子体中电子占到了90%以上。以上。正离子主要是依托电弧中气体介质的电离产生的。正离子主要是依托电弧中气体介质的电离产生的。电子的产生过程主要有：电子的产生过程主要有：1.热发射热发射2.场发射场发射3.热游离热游离4.碰撞游离碰撞游离2.2.电弧的组成部分电弧的组成部分1. 1. 近阴极区近阴极区长度极短约长度极短约等于电子的平均自在行程。

4、电等于电子的平均自在行程。电子经过这段行程后，气体电离，子经过这段行程后，气体电离，电子运动快，正离子慢行成正离电子运动快，正离子慢行成正离子层，电场强度很高。子层，电场强度很高。 2. 2. 近阳极区近阳极区长度为近阴极长度为近阴极区数倍，阳极附近聚集大量电子，区数倍，阳极附近聚集大量电子，构成电子层。构成电子层。 阳极压降阴极压降数值相阳极压降阴极压降数值相近，在近，在20V20V以内，但阳极压降区以内，但阳极压降区较长，所以电场强度较小。较长，所以电场强度较小。 电弧的阴极区域对电弧的发生和物理过程具有重要的意电弧的阴极区域对电弧的发生和物理过程具有重要的意义，构成电弧放电的大部分电子是

5、在阴极区产生或由阴极本义，构成电弧放电的大部分电子是在阴极区产生或由阴极本身发射的。电弧放电时，实践上并不是整个阴极全部参与放身发射的。电弧放电时，实践上并不是整个阴极全部参与放电过程，阴极外表的放电只集中在一个很小的区域上，这个电过程，阴极外表的放电只集中在一个很小的区域上，这个小区域称为阴极斑点。它是一个非常集中，面积很小的光亮小区域称为阴极斑点。它是一个非常集中，面积很小的光亮区域，其电流密度很大，是电弧放电中强大电子流的来源。区域，其电流密度很大，是电弧放电中强大电子流的来源。因此阴极电弧实践上是阴极斑点发出的，在金属弧中阴极斑因此阴极电弧实践上是阴极斑点发出的，在金属弧中阴极斑点提供

6、维持真空电弧所必需的金属蒸气，同时也是电子从阴点提供维持真空电弧所必需的金属蒸气，同时也是电子从阴极进入阳极的通道，对真空电弧的存在起着至关重要的作用，极进入阳极的通道，对真空电弧的存在起着至关重要的作用，阴极斑点的寿命决议了整个阴极弧的寿命，因此阴极斑点对阴极斑点的寿命决议了整个阴极弧的寿命，因此阴极斑点对真空电弧的存在起着重要作用。真空电弧的存在起着重要作用。所谓阴极斑点是指阴极的微小发射区。所谓阴极斑点是指阴极的微小发射区。1.弧坑区为发射源，主要发射电子及喷出中性蒸汽和金属液滴。2.电离区为碰撞区，发出的中性蒸汽在此电离，此区场强很高 (阴极压降区)，厚度为一个平均自在程，约0.1 1.0微米。弧根区几乎全部电离加少许中性蒸汽