Плазменный источник

В сущности, все исследования катодного пятна (КП) в той или иной мере затрагивают проблему МЧ, поскольку процессы в пятне связаны с их (МЧ) эмиссией. Не вдаваясь в анализ имеющихся экспериментальных и теоретических данных, отметим только наиболее обоснованные и наиболее распространённые представления о МЧ, которые могут, как мы полагаем, быть полезными при написании данной статьи.

С точностью до ошибки измерений можно считать экспериментально установленным, что: эмиссия потоков вещества эродирующего катода вакуумной дуги обусловлена процессами в КП; эти потоки состоят из двух основных компонент - ионов и нейтралов в виде МЧ (потоки нейтральных атомов пренебрежимо малы); в подавляющем большинстве случаев МЧ представляют собой капли расплавленного материала катода с размером от единиц нанометров (наночастицы) до десятков микрометров; распределение МЧ по размерам представляет собой экспоненциально падающую функцию (количество МЧ уменьшается с увеличением их размеров); основную массу материала, покидающего катод в виде нейтральной фракции, составляют МЧ среднего размера (примерно от 1 до 20 мкм); для различных материалов капельная фракция эрозии тем больше, чем ниже температура плавления материала; основная часть МЧ разлетается из КП под острым углом по отношению к эродирующей поверхности катода. Максимум углового распределения плотности потока крупных частиц находится в области нескольких градусов, а с уменьшением размеров МЧ этот максимум смещается в сторону больших углов, примерно до (30 - 45)° с повышением интегральной температуры катода капельная фракция его эрозии увеличивается; количество капель уменьшается с повышением скорости перемещения КП по поверхности катода; убыль массы катода за счет капельной фазы эрозии уменьшается при наличии в разрядном пространстве реактивного газа, способного образовывать на поверхности катода плёнки соединений с эродирующим металлом.

По сложившимся представлениям, эмиссия капель происходит при формировании на поверхности катода эрозионных кратеров. Известные модели КП (стационарная и квазистационарная, взрывная) предполагают образование в центре пятна участка расплавленного металла.