Диффузный разряд

Поскольку стабильность разряда и температура поверхности катода являются основными факторами, влияющими на эрозию катода, то для каждой длины катода существует определенная величина тока, при которой эрозия и скорость уноса активирующих добавок минимальна. Такой режим реализуется при минимальных токах диффузного разряда, которые близки к критическим токам. Поэтому полученные результаты полезны при выборе оптимального режима работы стержневых катодов. Таким образом, использование модели стационарного микропятна определяет критические токи перехода от контрагированного к диффузному разряду на стержневых катодах, которые численно согласуются с опубликованными экспериментальными результатами.

Показано, что причиной снижения плотности тока и температуры стабильного катодного микропятна в аргоне атмосферного давления по сравнению с разрядом в вакууме является омическое сопротивление прикатодной зоны, поскольку оно ограничивает участок падающей вольт-амперной характеристики микропятна, где разряд неустойчив и сопровождается возрастанием плотности тока и температуры катода. Показано, что стабилизация температуры пятен в вакууме не происходит ввиду малого омического сопротивления катодной зоны.

Путем анализа вольт-амперных характеристик прикатодной зоны на устойчивость показано, что при нагреве катода из чистого вольфрама до критической температуры - 3300 К происходит переход от контрагированного к диффузному разряду из-за наблюдающегося вырождения падающего участка вольт-амперной характеристики пятна. При уменьшении работы выхода катода критическая температура перехода снижается, вследствие чего при диффузном разряде уменьшаются газовыделение и эрозия катода. Полученный эффект объясняет результаты экспериментов по значительному снижению эрозии на коротком активированном вольфрамовом катоде.