电极间距对空腔阴极自脉冲放电影响的机制

为了进一步揭示空腔阴极自脉冲放电特性和机理,利用槽型空腔放电结构实验研究了阴极和阳极间距对自脉冲放电特性的影响。同时利用流体模型模拟研究了空腔阴极放电击穿阶段的微观动力学过程。结果表明,自脉冲放电过程中存在明显的负微分电阻现象,自脉冲频率随着平均电流的增加近似线性增加。阴极和阳极间距对自脉冲放电特性有一定影响。随着阴极和阳极间距的增加,极间平均电压和自脉冲频率增高,电流峰值减小,自脉冲电压峰值和最低值增高,自脉冲上升沿时间增长。电流最低值基本不随极间距的变化而变化。模拟结果表明,自脉冲放电为由位于孔口位置处的低电流、低电子密度、轴向电场为主放电模式,向孔内放电为主、较高电子密度、径向电场为主放电模式的周期性转换过程。空腔阴极自脉冲放电为净正空间电荷层或者说是虚拟阳极由孔外向孔内再移到孔外,强度先增强后减弱再增强的一个反复过程。阴极和阳极间距越小,阳极对腔内放电影响越明显,腔内放电更强烈,电流峰值越高。另外,研究结果表明,放电单元的等效电阻值主要由放电空间电子密度决定:电子密度越高,等效电阻越低。