Введение ........................................................ 5 Глава 1. ОБЩЕЕ ОПИСАНИЕ КАТОДНЫХ ПРОЦЕССОВ ...................... 7 1.1. Процессы в твердом теле ................................ 8 1.2. Явления на поверхности электрода ...................... 10 1.3. Прикатодная область разряда ........................... 12 1.4. Особенности термохимических катодов ................... 16 Глава 2. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ЦИРКОНИЯ И ГАФНИЯ С ПЛАЗМООБРАЗУЮШИМИ ГАЗАМИ В ОТСУТСТВИЕ ДУГОВОГО РАЗРЯДА .................. 17 2.1. Среда азота ........................................... 19 2.2. Среда кислорода ....................................... 22 2.3. Кислородо- и углеродосодержащие газы .................. 24 Глава 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ ..... 27 Глава 4. ПЛАЗМООБРАЗУЮЩИЙ ГАЗ - АЗОТ, КИСЛОРОД ................. 35 4.1. Измерения температуры катодного пятна в азоте ......... 35 4.2. Плотность тока, тепловые потоки. Эффективная работа выхода электронов ..................................... 42 4.3. Эрозия электродов в азоте ............................. 45 4.4. Анализ материала электродов ........................... 49 4.5. Рабочий газ - кислород ................................ 51 4.6. Тепловое состояние термохимического катода ............ 54 Глава 5. ПЛАЗМООБРАЗУЮЩИЙ ГАЗ - ВОЗДУХ ......................... 57 5.1. Параметры дугового пятна .............................. 57 5.2. Эрозия катодов ........................................ 64 5.3. Сильноточные катоды ................................... 67 5.4. Анализ материала катодов .............................. 77 Глава 6. УГЛЕРОДОСОДЕРЖАЩИЕ ПЛАЗМООБРАЗУЮЩИЕ ГАЗЫ И ВОДЯНОЙ ПАР 81 6.1. Углекислый газ ........................................ 81 6.2. Смесь метана с углекислым газом и аргоном (самовосстанавливающиеся катоды) ...................... 85 6.3. Водяной пар ........................................... 91 Глава 7. АНАЛИЗ НЕКОТОРЫХ ПРОЦЕССОВ НА КАТОДАХ ................. 99 7.1. Испарение и конденсация материала, выделение и поглощение газов .................................... 99 7.2. Влияние электрического поля на поверхность катода .... 104 7.3. Действие электрического тока на ориентацию структуры материала катода ........................... 108 Заключение .................................................... 112 Приложения .................................................... 113 Литература .................................................... 115 Introduction .................................................... 5 Chapter 1. General description of cathode processes ............. 7 1.1. Processes in solid bodies ............................ 8 1.2. Phenomena on the surface of the electrode ........... 10 1.3. Near-cathode region of the discharge ................ 12 1.4. Peculiarities of thermochemical cathodes ............ 16 Chapter 2. Introduction of zirconium and hafnium with plasma-forming gases in the absence of electric arc discharge ....................................... 17 2.1. Nitrogen medium ..................................... 19 2.2. Oxigen medium ....................................... 22 2.3. Oxigen- and carbon-containing gases ................. 24 Chapter 3. Experimental set-ups ana procedures ................. 27 Chapter 4. Plasma-forming gas - nitrogen, oxigen ............... 35 4.1. Temperature variations of the cathode spot in nitrogen ......................................... 35 4.2. Current density, heat fluxes. Efficient electronic work function ............................ 42 4.3. Erosion of electrodes in nitrogen ................... 45 4.4. Analysis of electrode materials ..................... 49 4.5. Working gas - oxigen ................................ 51 4.6. The thermal state of the thermochemical cathode ..... 54 Chapter 5. Plasma-forming gas - the air ........................ 57 5.1. Arc-spot parameters ................................. 57 5.2. Cathode erosion ..................................... 64 5.3. Heavy-current cathodes .............................. 67 5.4. Analysis of cathode materials ....................... 77 Chapter 6. Carbon-containing plasma-forming gases and water vapour .............................................. 81 6.1. Carbonic-acid gas ................................... 81 6.2. Mixture of methane with carbonic-acid gas and argon (self-restoring cathodes) ..................... 85 6.3. Water vapour ........................................ 91 Chapter 7. Analysis of some cathode processes .................. 99 7.1. Evaporation and condensation of the material, evolution and absorption of gases ................... 99 7.2. The influence of electric field on the surface of the cathode ..................................... 104 7.3. The action of electric current on the structural orientation of the cathode material ................ 108 Conclusion .................................................... 112 Appendices .................................................... 113 References .................................................... 115