Исследование процессов тепло-и массопереноса на поверхности спеченных электродов в ртутных дуговых лампах высокого давления
Диссертация
Изучены особенности переноса в разрядном объеме и переосаждения на его границах эмиссионного вещества, испаряемого с поверхности спеченной массы при её нагреве дуговым разрядом. Рассчитаны плотности его потоков на различные участки границы разрядного объема и установлено, что на этапе зажигания лампы при давлении газа в разрядном объеме равном 2660 Па, плотность потока эмиссионного вещества… Читать ещё >
Список литературы
- Уэймаус Д. Газоразрядные лампы. М.: Энергия, 1977. 344 с.
- Решенов С. П. Катодные процессы в дуговых источниках излучения. М. :МЭИ, 1991.252 с.
- Райзер Ю. П. Физика газового разряда. М.: Наука, 1987. 592 с.
- Advances in starting high-intensity discharge lamps / W. W. Byszewslci et al. // Plasma Sources Sci. Technol. 1996. V. 5, № 4. P. 720−735.
- Рохлин Г. H. Газоразрядные источники света. М.: Энергоатомиздат, 1991.720 с.
- Ward A. L. Calculations of cathode-fall characteristics // J. Appl. Phys. 1962. V. 33, № 9. P. 2789−2794.
- Грановский В. Л. Электрический ток в газе. М.: Наука, 1971. 544 с.
- Boeuf J. P., Marode E. A Monte Carlo analysis of an electron swarm in a non-uniform field: the cathode region of a glow discharge in helium // J. Phys. D: Appl. Phys. 1982. V. 15, № 11. P. 2169−2187.
- FialaA., Pitchford L. C., Boeuf J. P. Two-dimensional, hybrid model of low-pressure glow discharges // Phys. Rev. E. 1994. V. 49, № 6. P. 56 075 622.
- TachibanaK. Excitation of the ls5, ls4, ls3, and ls2 levels of argon by low-energy electrons // Phys. Rev. A. 1986. V. 34, № 2. P. 1007−1015.
- Hyman H. A. Electron-impact excitation of metastable argon and krypton // Phys. Rev. A. 1978. V. 18, № 2. P. 441−446.
- Zissis G., Benetruy P., Bernat I. Modeling the Hg-Ar low-pressure-discharge positive column: A comparative study // Phys. Rev. A. 1992. V. 45, № 2. P. 1135−1148.
- Sawada S., Sakai Y., Tagashira H. Boltzmann equation analyses of electron swarm parameters in Hg/Ar gas mixtures: effect of metastable Hg and Ar atoms // J. Phys. D: Appl. Phys. 1989. V. 22, № 2. P. 282−288.
- Boeuf J. P., Marode E. Modelling of non-equilibrium regions in weakly ionized gases // Proc. of the XVI International Conference on Phenomena in ionized gases. Invited papers. Dusseldorf. 1983. P. 206−223.
- Kiicukarpaci H. N., SaeleeH. Т., Lucas J. Electron swarm parameters in helium and neon // J. Phys. D: Appl. Phys. 1981. V. 14, № 1. P. 9−25.
- Kiicukarpaci H. N., Lucas J. Electron swarm parameters in argon and krypton // J. Phys. D: Appl. Phys. 1981. V. 14, № 11. P. 2001−2014.
- Ferreira С. M., RicardA. Modelling of the low-pressure argon positive column // J. Appl. Phys. 1983. V. 54, № 5. P. 2261−2271.
- Carman R. J. A simulation of electron motion in the cathode sheath region of a glow discharge in argon // J. Phys. D: Appl. Phys. 1989. V. 22, № 1. P. 55−66.
- Sakai Y., Sawada S., Tagashira H. Boltzmann equation analyses of electron swarm parameters in Hg vapour: effect of metastable Hg atoms // J. Phys. D: Appl. Phys. 1989. V. 22, № 2. P. 276−281.
- Sun J., Gong Y., Wang D. Monte Carlo simulation of electrons in the cathode region of a glow discharge in argon // J. Phys. D: Appl. Phys. 1993. V. 26, № 3. P. 436−441.
- Мокров M. С., Райзер Ю. П. Применение метода Монте-Карло для нахождения коэффициентов ионизации и вторичной эмиссии и вольт-амперной характеристики таунсендовского разряда в водороде // Журнал технической физики. 2008. Т. 78, вып. 4. С. 47−54.
- Lymberopoulos D. P., Economou D. J. Fluid simulations of glow discharges: effect of metastable atoms in argon // J. Appl. Phys. 1993. V. 73, № 8. P. 3668−3679.
- Bogaerts A., Gijbels R. Modeling of metastable argon atoms in a direct-current glow discharge // Phys. Rev. A. 1995. V. 52, № 5. P. 3743−3751.
- Effect of different elementary processes on the breakdown in low-pressure helium gas / P. Hartmann et al. // Plasma Sources Sci. Technol. 2000. V. 9, № 2. P. 183−190.
- Атаев A. E. Зажигание ртутных разрядных источников излучения высокого давления. М.: МЭИ, 1995. 168 с.
- Donko Z., Janossy М. Model of the cathode dark space in noble gas mixture discharge // J. Phys. D: Appl. Phys. 1992. V. 25, № 9. p. 1323−1329.
- Кристя В. И. Кинетика заряженных частиц в катодном слое тлеющего разряда в гелий-неоновой смеси // ТВТ. 1996. Т. 34, № 2. С. 197−202.
- Lister G. G., Curry J. J. Lawler J. E. Modelling of low-pressure barium-rare-gas discharges // Phys. Rev. E. 2000. V. 62, № 4. P. 5576−5583.
- Миленин В. M., Тимофеев H. А. Плазма газоразрядных источников света низкого давления. JL: ЛГУ, 1991. 240 с.
- Wamsley R. С., Mitsuhashi К., Lawler J. Е. Ionization balance in a negative glow of a Hg-Ar hot-cathode discharge // Phys. Rev. E. 1993. V. 47, № 5. P. 3540−3546.
- Lay F. M., Chu С. K. Simulation of a transient dc breakdown in a Penning mixture between two closely spaced parallel electrodes // J. Appl. Phys. 1973. V. 44, № 9. P. 4006−4012.
- Sakai Y., Sawada S., Tagashira H. Effect of Penning ionisation on an electron swarm in Ar/Ne mixtures: Boltzmann equation analysis // J. Phys. D: Appl. Phys. 1986. V. 19, № 9. P. 1741−1750.
- Karov M., Rusinov I., Blagoev A. Chemi-ionization of ground-state Hg atoms by excited Ar atoms // J. Phys. B: At. Mol. and Opt. Phys. 1997. V. 30, № 5. P. 1361−1368.
- ChaninL. M., RorkG. D. Primary ionization coefficient measurements in Penning mixtures // Phys. Rev. 1964. V. 135, № 1 A. P. A71-A75.
- Bhattacharya A. K. Measurement of breakdown potentials and Townsend ionization coefficients for the Penning mixtures of neon and xenon // Phys. Rev. A. 1976. V. 13, № 3. p. 1219−1225.
- Добрецов Л. H., Гомоюнова М. В. Эмиссионная электроника. М.: Наука, 1966.564 с.
- Гаррисон Т. Р. Радиационная пирометрия. М.: Мир, 1964. 248 с.
- Luijks G. М. J. F., Nijdam S, Esveld Н. V. Electrode diagnostics and modelling for ceramic metal halide lamps // J. Phys. D: Appl. Phys. 2005. V. 38, № 17. P. 3163−3169.
- Different modes of arc attachment at HID cathodes: simulation and comparison with measurements / L. Dabringhausen et al. // J. Phys. D: Appl. Phys. 2005. V. 38, № 17. p. 3128−3142.
- Дороднов A. M., Козлов H. П., Помелов Я. А. Об аномально высокой эмиссионной способности термокатода в дуговом разряде в средах инертых газов // ТВТ. 1971. Т. 9, № 3. С. 483.
- Дороднов А. М., Козлов Н. П., Помелов Я. А. Дуговые режимы работы термоэмиссионного катода с аномально высокими плотностями тока//ТВТ. 1974. Т. 12, № 1. С. 10.
- Flesch P., Neiger М. Investigations on the influence of pressure, current and electrode gap in high-pressure mercury lamps // J. Phys. D: Appl. Phys. 2005. V. 38, № 20. P. 3792−3803.
- BotticherR., Botticher W. Numerical modelling of arc attachment to cathodes of high-intensity discharge lamps // J. Phys. D: Appl. Phys. 2000. V. 33, № 4. P. 367−374.
- Flesch P., Neiger M. Understanding anode and cathode behaviour in high-pressure discharge lamps // J. Phys. D: Appl. Phys. 2005. V. 38, № 17. P. 3098−3111.
- Nielsen Т., Kaddani A., Benilov M. S. Model for arc cathode region in a wide pressure range // J. Phys. D: Appl. Phys. 2001. V. 34, № 13, P. 20 162 021.
- Эрбс Г. Исследование температурного режима протяженных электродов дуг высокого и сверхвысокого давлений // Светотехника. 1969. № 8. С. 5−7.
- Распределение температуры по длине электрода дуговой лампы / Л. Е. Белоусова и др. // ТВТ. 1979. Т. 17, № 5. С. 1082−1085.
- Benilov М. S., Carpaij М., Cunha М. D. 3D modelling of heating of thermionic cathodes by high-pressure arc plasmas // J. Phys. D: Appl. Phys. 2006. V. 39, № 10. P. 2124−2134.
- Распыление твердых тел ионной бомбардировкой / Под ред. Р. Бери-ша. М.: Мир, 1984. 336 с.
- Yamamura Y., TawaraH. Energy dependence of ion-induced sputtering yields from monatomic solids at normal incidence // Atomic Data and Nucl. Data Tables. 1996. V. 62, № 2. P. 149−253.
- Bohdanslcy J., Roth J., Bay H. L. An analytical formula and important parameters for low-energy ion sputtering // J. Appl. Phys. 1980. V. 51, № 5. P. 2861−2865.
- Yamamura Y, Mizuno Y. Computer studies on bombarding angle dependence of threshold energy of sputtering yields // J. Nucl. Mater. 1984. V. 128−129. P. 559−563.
- Плешивцев H. В., Бажин А. И. Физика воздействия ионных пучков на материалы. М.: Вузовская книга, 1998. 392 с.
- Hoppstock К., Harrison W. W. Spatial distribution of atoms in a dc glow discharge // Anal. Chem. 1995. V. 67, № 18. P. 3167−3171.
- Массоперенос и селективное распыление конструкционных материалов ионами низких энергий при взаимодействии плазмы с поверхностью. Теория / Д. А. Дричко и др. // Вопросы атомной науки и техники. Термоядерный синтез. 1987. № 1. С. 29−34.
- Sigmund P. Collision theory of displacement damage, ion ranges and sputtering // Rev. Roum. Phys. 1972. V. 17, №> 7. P. 823−870, № 8. P. 9 691 000, № 9. P. 1079−1106.
- Шульга В. И. Угловые зависимости и механизмы распыления (машинное моделирование) // Поверхность. 1982. № 3. С. 38−41.
- Biersack J. P., Eckstein W. Sputtering studies with the Monte Carlo program TRIM SP // Appl. Phys. A. 1984. V. 34, № 2. P. 73−94.
- Никонов Б. П. Оксидный катод. М.: Энергия, 1979. 240 с.
- Valles-Abarca J. A., Gras-Marti A. Evolution towards thermalization, and diffusion, of sputtered particle fluxes: Spatial profiles // J. Appl. Phys. 1984. V. 55, № 5. P. 1370−1378.
- Спектрально-зондовое определение коэффициентов конденсации атомов металла в плазме / А. Г. Жиглинский и др. // Изв. вузов. Физика. 1983. № 7. С. 82−87.
- Нарушение изотропности движения атомов вблизи поверхности и определение коэффициентов конденсации атомов металла в плазме / А. Г. Жиглинский и др. // ЖТФ. 1987. Т. 57, № 9. С. 1741−1745.
- Emmoth В., Bergsaker Н. Sticking of sputtered particles to different surfaces//Nucl. Instr. Meth. B. 1988. V. 33, № 1−4. P. 435−437.
- Van Valdhuizen E. M., de Hoog F. J. Analysis of a Cu-Ne hollow cathode glow discharge at intermediate currents // J. Phys. D: Appl. Phys. 1984. V. 17, № 5. P. 953−968.
- Жиглинский А. Г., Кучинский В. В., Шейкин Е. Г. Перенос распыленных атомов в газоразрядной плазме // ЖТФ. 1986. Т. 56, № 9. С. 17 181 723.
- Vaporization of a solid surface in an ambient gas / M. S. Benilov et al. // J. Phys. D: Appl. Phys. 2001. V. 34, № 13. P. 1993−1999.
- Keidar M., Fan J., Boyd I. D. Vaporization of heated materials into discharge plasmas // J. of Appl. Phys. 2001. V. 89, № 6. P. 3095−3098.
- Curry J. J. X-ray induced fluorescence measurement of density distributions in a metal-halide lighting arc // J. of Appl. Phys. 2003. V. 93, № 5. P. 2359−2368.
- Bogaerts A., Straaten M., Gijbels R. Monte Carlo simulation of an analytical glow discharge: motion of electrons, ions and fast neutrals in the cathode dark space // Spectrochimica Acta Part B: Atomic Spectroscopy. 1995. V. 50, № 2. P. 179−196.
- Lawler J. E. Equilibration distance of ions in the cathode fall // Phys. Rev. A. 1985. V. 32, № 5. P. 2977−2980.
- Chanin L. M., Biondi M. A. Mobilities of mercury ions in helium, neon and argon // Phys. Rev. 1957. V. 107,№ 5.P. 1219−1221.
- Bogaerts A., Gijbels R. Role Ar and Ar2 ions in a direct current argon glow discharge: A numerical description // J. Appl. Phys. 1999. V. 86, № 8. P. 4124133.
- Крюков H. А., Пенкин H. П., Редько Т. П. Температурная зависимость коэффициентов диффузии метастабильных атомов ртути в инертных газах // Оптика и спектроск. 1977. Т. 42. С. 33−41.
- Simulation of high-pressure mercury discharge lamp during the middle phase of start-up (medium mercury pressure) / N. Bashlov et al. // J. Phys. D: Appl. Phys. 1994. V. 27, № 3. P. 494−503.
- KiehlbauchM. W., Graves D. B. Modeling argon inductively coupled plasmas: The electron energy distribution and metastable kinetics // J. Appl. Phys. 2002. V. 91, № 6. P. 3539−3546.
- Biondi M. A. Processes involving ions and metastable atoms in mercury afterglows // Phys. Rev. 1953. V. 90, № 5. P. 730−737.
- E-beam initiated discharges in high-pressure Hg vapors / L. A. Schlie et al. // J. Appl. Phys. 1980. V. 51, № 6. P. 3137−3143.
- Moody S. E., Center R. E. Measurement of electron loss rates in high-pressure mercury // J. Appl. Phys. 1984. V. 55, № 7. P. 2721−2725.
- Phelps A. V., Petrovic Z. L. Cold-cathode discharges and breakdown in argon: surface and gas phase production of secondary electrons // Plasma Sources Sci. Technol. 1999. V. 8, № 3. P. R21-R44.
- Mason N. J., Newell W. R. Total cross sections for metastable excitation in the rare gases // J. Phys. B: At. Mol. Phys. 1987. V. 20, № 6. P. 1357−1377.
- HymanH. A. Electron-impact ionization cross-sections for excited states of the rare gases (Ne, Ar, Kr, Xe), cadmium and mercury // Phys. Rev. A. 1979. V. 20, № 3. P. 855−859.
- Puech V., Torchin L. Collision cross sections and swarm parameters in argon // J. Phys. D: Appl. Phys. 1986. V. 19, № 12. P. 2309−2323.
- Rockwood S. D. Elastic and inelastic cross sections for electron-Hg scattering from Hg transport data// Phys. Rev. A. 1973. V. 8, № 5. P. 2348−2358.
- Кристя В. И., Фишер М. Р. Расчет состава ионного потока, бомбардирующего поверхность катода в тлеющем разряде в смеси аргон-пары ртути // Взаимодействие ионов с поверхностью: Материалы XVI Международной конференции. Москва. 2003. Т. 2. С. 380−383.
- Кристя В. И., Фишер М. Р. Расчет состава потока заряженных и возбужденных частиц, бомбардирующих поверхность катода в тлеющем разряде в смеси аргона с парами ртути // Известия РАН. Серия физическая. 2004. Т. 68, № 3. С. 441−443.
- Lisovskiy V. A., Yakovin S. D., Yegorenkov V. D. Low-pressure gas breakdown in uniform dc electric field // J. Phys. D: Appl. Phys. 2000. V. 33, № 21. P. 2722−2730.
- Исследование теплового баланса электродов, бомбардируемых заряженными частицами в плазме дугового разряда переменного тока
- М. Р. Фишер и др. // XXXI Международная конференция по физике взаимодействия заряженных частиц с кристаллами: Тезисы докладов. Москва. 2001. С. 88.
- Тепловой баланс электродов в плазме дуговых ламп высокого давления / М. Р. Фишер и др. // Радиационная физика твердого тела: Труды XI Межнационального совещания. Москва. 2001. С. 424427.
- Самарский А. А. Теория разностных схем. М.: Наука, 1977. 600 с.
- Моделирование теплового баланса электродов в осветительных лампах дугового разряда переменного тока / М. Р. Фишер и др. // Наукоемкие технологии. 2002. № 5. С. 30−34.
- Зиновьев В. Е. Теплофизические свойства металлов при высоких температурах. М.: Металлургия, 1989. 384 с.
- Физико-химические свойства окислов / Под ред. Г. В. Самсонова. М.: Металлургия, 1978. 224 с.
- Дульнев Г. Н., Заричняк Ю. П. Теплопроводность смесей и композиционных материалов. М.: Энергия, 1974. 264 с.
- Таблицы физических величин. Справочник / Под ред. И. К. Кикоина. М.: Атомиздат, 1976. 1008 с.
- Бондаренко Г. Г., Кристя В. И., Фишер М. Р. Влияние неравномерности нагрева электродов на перенос эмиссионного вещества в лампе дугового разряда // Известия РАН. Серия физическая. 2006. Т. 70, № 8. С. 1171−1173.
- Simulation of electrode material transport and re-deposition in high-intensity arc discharge lamps / M. R. Fisher et al. // VTII European Vacuum Congress. Berlin (Germany). 2003. P. 106−107.
- Расчет переноса эмиссионного вещества, испаряемого с электродов, в объеме разрядной колбы дуговой ртутной лампы высокого давления / М. Р. Фишер и др. // Радиационная физика твердого тела: Труды XII Международного совещания. Москва. 2002. С. 383−387.
- Перенос вещества вольфрамовых электродов в ртутных дуговых лампах высокого давления / М. Р. Фишер и др. // Металлы. 2003. № 2. С. 74−78.
- Electrode material transport and re-deposition in high-intensity arc discharge lamps / M. R. Fisher et al. // Vacuum. 2004. V. 73, № 2. P. 155— 159.
- Сокольская И. JI. Применение автоэмиссионного микроскопа для изучения поверхностной диффузии и самодиффузии // Поверхностная диффузия и растекание / Под ред. Я. Е. Гегузина. М.: Наука, 1969. С. 108−148.
- Ведула Ю. С., Наумовец А. Г. Изучение поверхностной диффузии адсорбированных атомов тория на монокристалле вольфрама // Поверхностная диффузия и растекание / Под ред. Я. Е. Гегузина. М.: Наука, 1969. С. 149−160.
- Riedel M., Dusterhofi H., Nagel F. Investigation of tungsten cathodes activated with Ba2CaW06 // Vacuum. 2001. V. 61, № 2−4. P. 169−173.