Потенциалы ионизации газов

Лампы с дуговым разрядом. Для ламп с дуговым разрядом характерна термоэлектронная эмиссия катода, что приводит к снижению катодного падения потенциала до значения, близкого к потенциалу ионизации газа. Дуговой разряд характеризуется большой плотностью тока и сравнительно малым напряжением. Дуга при атмосферном давлении излучает весьма широкие линии за счет столкновения атомов и допплеровского уширения. Поэтому для получения узких линий используется дуговой разряд при низком давлении. [c.56]

Таблица 3.4. Потенциалы ионизации газов

Область катодного падения напряжения характеризуется чрезвычайно высоким градиентом, который достигает десятков и сотен киловольт на сантиметр. Однако вследствие малой протяженности этой области падение напряжения в ней невелико — оно близко к потенциалу ионизации паров катода. Если катод имеет очень высокую температуру испарения, то катодное падение напряжения приближается к потенциалу ионизации газа, в котором горит дуга. В табл. 2-1 [c.14]

Электроны, излучаясь с поверхности, катода, получают ускорения, необходимые для ионизации молекул и атомов газа. В некоторых случаях катодное падение напряжения бывает равно потенциалу ионизации газа. Величина катодного падения напряжения зависит от потенциала ионизации газа и бывает 10—16 в. [c.38]

В дугах с твердыми катодами, горящих в различных газах (Nj, О2, Н2, СО2, Не, Аг), скорость обратного движения по мере повышения давления газа уменьшается до нуля и изменяет направление. Давление, при котором скорость равна нулю, приблизительно пропорционально потенциалу ионизации газа Л. 97]. [c.72]

Как видим из уравнения Сага, степень ионизации определяется потенциалом ионизации газа и температурой. Оказывает на нее влияние и давление газа степень ионизации обратно пропорциональна корню квадратному из давления. Поэтому при очень малых давлениях плазма может существовать и при низких температурах, пример чего мы видим в ионизации межпланетного газа. В сварочных дугах чаще всего имеются небольшие степени ионизации — не свыше нескольких процентов. Тогда в левой части уравнения (П1.15) можно пренебречь величиной по сравнению с единицей и написать [c.72]

Сумму катодного и анодного падения напряжений можно найти, постепенно уменьшая длину дуги и замеряя напряжение при минимальной ее длине, когда падением в столбе можно пренебречь. Отдельные же величины, входящие в выражение мощности дуги, определяют так. Катодное падение (Ук часто принимают равным потенциалу ионизации газа. Потенциал паров железа Ui Ре == 7,83, воздуха — i/i, 03a = 14 6. Если нет точных измерений (довольно трудно выполнимых), то в среднем часто берут (7 — 10 в. Для анодного падения напряжения, сильно меняющегося в зависимости от разных обстоятельств, при обычной ручной сварке стальным электродом часто принимают U = 6 -f- 8 в. Таким образом, сумму [c.78]

Падение напряжения в катодной зоне и практически можно считать приблизительно равным потенциалу ионизации газа. [c.23]

Вторым условием для зажигания и горения дуги является наличие ионизации в столбе дуги. Дуга с плавящимся электродом-это в основном дуга в парах металла, а не в газе. Это происходит по той причине, что потенциал ионизации паров металлов значительно ниже, чем у газов так, например, потенциалы ионизации газов Не, Р, Аг, Н2, N2, СО2, О2 соответственно равны 24,5-12,5, а у металлов Ре, А1, Na, К-7,83- ,32 эВ. [c.122]

Напряжение дуги расходуется на анодное и катодное падения потенциалов (сумма которых примерно равна потенциалу ионизации газа или пара, в котором происходит дуговой разряд) и на падение потенциала в положительном столбе. Продольный градиент поля в положительном столбе — величина постоянная, что указывает на отсутствие в столбе объемных зарядов. [c.62]

Ионизация соударением заключается в том, что электроны, движущиеся с большой скоростью, встречаясь е нейтральными атомами газа, ударяются о них, выбивают электроны, ионизируют атомы. Количество энергии, которое необходимо затратить для отрыва электрона от атома, называют работой ионизации eU, величина которой будет различной для разных элементов. Работу ионизации при расчетах необходимой скорости электрона будем принимать равной потенциалу ионизации, выраженному в вольтах. [c.4]

На рис. 2.1 приведена зависимость первого потенциала ионизации атомов J от атомного номера. Первый потенциал ионизации соответствует энергии, необходимой для отрыва электрона от нейтрального невозбужденного атома. Зависимость (2.1) имеет отчетливый периодический характер. Как видно из рис. 2.1, щелочные металлы (Li, Na, К, Rb, s) имеют ио сравнению с другими элементами минимальные потенциалы ионизации 5,4 5,16 4,35 4,18 3,90 эВ соответственно. В атомах щелочных металлов имеется всего лишь один валентный электрон, который находится вне заполненной оболочки и поэтому связан относительно слабо, из-за чего в различных реакциях эти элементы легко теряют внешний электро , образуя при этом положительно заряженные ионы — катионы Li+, Na+, К+, Rb+, s+. После потери внешнего электрона электронные оболочки соответствующих атомов становятся такими же, как п оболочки атомов ближайших к ним инертных газов (Не, Ne, Аг, Кг, Хе, Rn), имеющих очень устойчивую электронную конфигурацию, первый потенциал ионизации для которых очень велик и изменяется от 12 до 25 эВ (рис. 2.1). [c.56]

Основным механизмом возбуждения и ионизации атомов в полом катоде являются неупругие столкновения с электронами. Заметную роль в ионизации, а в ряде случаев и в возбуждении атомов исследуемого вещества, могут также играть соударения с возбужденными атомами инертных газов, находящихся в долгоживущих (метастабильных) состояниях. Гелий обладает наиболее высоким потенциалом возбуждения (19,8 эВ) и потенциалом ионизации (24,6 эВ). Вследствие этого средняя энергия электронов, характеризуемая электронной температурой, в разряде с гелием выше, чем с другими инертными газами. Поэтому в разряде с гелием удается получать спектры трудновозбудимых элементов и их ионов. Наоборот, в случае легковозбудимых элементов лучшие результаты дает использование более тяжелых газов, например аргона, поскольку они вызывают более интенсивное катодное распыление. [c.74]

Величину электропроводности газа можно заметно увеличить путем добавления небольшого количества паров вещества с малым потенциалом ионизации, например, цезия. Добавка паров вещества с малым потенциалом ионизации приводит к повышению степени ионизации газа а, определяемой [c.610]

Степень ионизации можно заметно увеличить посредством добавления небольшого количества пара вещества с малым потенциалом ионизации (например, цезия). При этом газы будут обладать заметной электропроводностью уже при температурах около 2300 К. [c.585]

Степень ионизации газа, т. е. отношение числа имеющихся в газе заряженных частиц (электронов или ионов) к сумме нейтральных частиц заряженных частиц одного знака тем больше, чем выше температура и чем меньше потенциал ионизации атома газа. С увеличением степени ионизации возрастает электропроводность газа (рис. 7-25). Величину электропроводности газа можно заметно увеличить путем добавления небольшого количества паров вещества с малым потенциалом ионизации, например, цезия. [c.301]

Добавка паров вещества с малым потенциалом ионизации приводит к повышению степени ионизации газа а, определяемой при малой величине последней, следующим уравнением, вытекающим из формулы Саха w /s го 2л [c.301]

Здесь К есть зависящая от температуры величина, а Я пропорциональна парциальному давлению паров вещества с малым потенциалом ионизации. Благодаря добавке паров цезия газы будут обладать заметной величиной электропроводности уже при температурах, несколько больших тысячи градусов. [c.301]

Ртуть — единственный металл, находящийся в жидком состоянии при нормальной температуре (см. табл. 7-1). Ее добывают из киновари HgS путем термического разложения при температуре около 500 С и затем подвергают многократной очистке, заканчивающейся вакуумной перегонкой при температуре около 200 °С. Ртуть легко испаряется и имеет значительное давление паров при комнатной температуре. Пары ртути отличаются более низким потенциалом ионизации по сравнению с обычными и инертными газами, что и обусловливает применение ртути в газоразрядных приборах. Ртуть окисляется на воздухе лишь при температурах, близких к температуре ее кипения. [c.218]

При высокой разности потенциалов (область напряжений Уз—Ui) ионизация газа в сильном электрическом поле протекает лавинообразно, и число ионов, образующихся в разряде, не зависит от величины начальной ионизации. Импульс тока или напряжения приобретает достаточно большую амплитуду. В этой области работают счетчики Гейгера. [c.16]

Роль последних процессов, видимо, усиливается при больших плотностях газа, так как взаимодействие частиц газа приводит как бы к снижению потенциала ионизации их, что ведет к увеличению количества свободных электронов. Количество свободных электронов увеличивается также за счет неизбежного попадания в газ элементов с малым потенциалом ионизации (натрия, кальция и других элементов). [c.203]

Важное свойство ртути—высокое давление насыщенных паров и большая скорость испарения. Пары ртути отличаются низким- потенциалом ионизации по сравнению с инертными газами, что обусловливает широкое применение ее в газоразрядных источниках света. [c.87]

Другой путь повышения эффективности - это подача в зону сварки дополнительного потока газа под давлением. Глубина проплавления при этом увеличится, но чрезмерное повышение расхода газа легко приводит к ухудшению формирования шва, появлению в нем пор, раковин, свищей. Затем газ начинает выдувать жидкий металл, процесс сварки переходит в резку. При сварке с несквозным проплавлением применяют разработанный в МГТУ им. Н. Э. Баумана способ импульсной подачи дополнительного газа. Это повышает глубину проплавления на 30...40 %, стабилизирует проплав. Эффективность процесса лазерной сварки можно повысить, вводя в зону сварки химические элементы, способствующие ионизации газа в зоне сварки и снижающие экранирующее действие факела. Это достигается нанесением на поверхности свариваемых кромок покрытий, содержащих элементы с низким потенциалом ионизации (калий, натрий). [c.242]

В большинстве случаев сварочные дуги горят в смесях многих газов и паров, включающих пары металлов, которые имеют различные потенциалы ионизации. Чем больше в этой смеси веществ с нИзким потенциалом ионизации, тем более устойчиво горит сварочная дуга. [c.375]

Следующий важный этап калибровки прибора — это экспериментальное определение эффективности источника к различным газам, которая зависит от потенциала ионизации молекул и атомов. Известно, что потенциалы ионизации, для различных элементов существенно различаются, поэтому в отличие от измерений изотопных соотношений при газовом анализе необходимо предварительно на опытах определить коэффициенты ионного выхода источника для различных газов. [c.135]

И В этом случае величина а максимальна для данного В. При более высоких значениях К в зависимости от его соотношения с В твердые частицы могут стать положительно или отрицательно заряженными (в этом случае электроны эффективно накапливаются на твердых частицах). Видно, что твердые частицы стремятся стать отрицательно заряженными при низком потенциале ионизации газа и высоком термоэлектронном потенциале твердого тела. Кружками на фиг. 10.7 показаны приблизительные асимптотические состояния для описанных ниже экспериментов. Пунктирные линии для каждой величины К на фиг. 10.7 являются пределами для любого газа, образующего тяжелые ионы те1т 0). Видно, что в области значений а вблизи или более 0 величина т /тг не влияет на соотношение между, а, В и К. [c.457]

Для регистрации неразложенного излучения в ракетных исследованиях широко применяются счетчики и ионизационные камеры, поз воляющне в сочетании с фильтрами выделить сравнительно узкую область спектра [179]. Длинноволновая граница регистрируемого излучения определяется потенциалом ионизации газа, которым наполняется ионизационная камера, а его коротковолновая граница — коэффициентом пропускания материала окна. В табл. 4.4 указаны характеристики камер, применяемых для регистрации неразложенного излучения [58, 164, 167,- 180]. [c.217]

Следует отметить также, что между эффективным потенциалом ионизации газа в дуговом промежутке (устойчивостью горения дуги) и энергией, выделяемой на катоде, а следовательно, и скоростью плавления катода существует определенная связь. С понижением эффективного потенциала ионизации уменьшается падение напряжения в прикатодной области дуги, вследствие чего снижаются скорость плавления катода и производительность сварки. Из практики, например, хорошо известно, что при введении в дугу переменного тока легко ионизирующихся веществ скорость плавления электрода при неизменном токе уменьшается. Поэтому введение этих веществ в дугу для повышения ее стабильности ограничивают минимально необходимым количеством. [c.18]

Для получения термоэлектронной эмиссии катоды газоразрядных приборов иногда нагревают пропусканием тока от по<сторош1его источника. В качестве хорошо известного примера упомянем газотроны, а также некоторые типы газоразрядных ламп. Так как напряжение на разрядном промежутке в этом случае обычно йи-же, чем у аналогичных самостоятельных дуговых разрядов, такие дуги называются дугами низкого напряжения. Работают они обычно при низких давлениях порядка нескольких микронов ртутного столба и ниже. У наиболее полно изученного вида дуги с посторонним подогревом катода при низких давлениях почти вся трубка заполнена плазмой, за исключением узкой зоны катодного падения. Свойства этой зоны были рассмотрены Ленгмюром [Л. 93]. Величина катодного падения потенциала приблизительно равна потенциалу ионизации газа. Если термоэлектронная эмиссия способна обеспечить весь электронный ток катода, то iifje= (т/М) где т и М — массы электронов и положительных ионов соответственно. Следовательно, наибольшая часть тока катода, как и тока в плазме, переносится электронами и нет необходимости в добавочном образовании ионов вблизи катода. [c.69]

Под эффективным потенциалом ионизации газов в дуговом промежутке следует понимать потенциал ионизации некоторого однородного газа, в котором (при температуре и общем давлении смеси) число заряженных частиц равно их количеству в газовой смеси. Расчеты показывают, что эффективный потенциал ионизации смеси приближается к потенциалу ионизации легкоионизи-руемого компонента при концентрации последнего 5—10% [61]. Известно, что при сварке на переменном токе непокрытым стальным электродом получить стабильную дугу невозможно, а применение в тех же условиях электрода с тонким слоем ионизирующего мелового (стабилизирующего) покрытия позволяет получить довольно устойчивую дугу (объяснение действия отрицательных ионов фтора на стабильность горения дуги см. дальше на стр. 224). Поэтому количество фтора, вводимого в зону дуги, ограничивают самым необходимым. [c.222]

Зависимость степени ионизации газа от температуры и давления. Для того чтобы произошла ионизация атома при столкновении его с другой частицей, необходима энергия Ецон для отрыва электрона. Энергия он называется ионизационным потенциалом. Значения ионизационного потенциала для разных веществ приведены в таблице. [c.637]

По данным ([Л. 468] при использовании таких газов, как азот, аргон, СО2, заметного влияния рода псевдо-ожижающего газа на удельное электрическое сопротивление не было обнаружено. Однако эти газы имеют потенциал ионизации от 13,8 в для СО2 до 15,755 в для аргона, а при столь малой разнице потенциалов ионизации влияние, рода псевдоожижающего газа обнаружить довольно трудно. В наших экспериментах использовались газы гелий с потенциалом ионизации 24,58 в и аргон с потенциалом ионизации 15,755 в. [c.176]

Тиратрон (Т) — трёхэлектродный прибор, содержащий накалённый оксидный катод, металлич. или графитовый анод и расположенную между ними управляющую сетку. Давление наполняющего газа порядка десятых долей мм рт. ст. В прямом направлении Т пропускает токи в неск. А при небольшом (15—20 В) падении напряжения на приборе. Это падение напряжения складывается из катодного падения потс1щиала, сосредоточенного на участке малой протяжённости около катода, и падения напряжения в столбе разряда (плазме), занимающем всю остальную часть меж.элект-родного промежутка. Пока анодный ток не превышает тока эмиссии катода, катодное падение потенциала неизменно п примерно равно потенциалу ионизации гаяа, наполняющего прибор. Практически неизменным остаётся и падение напряжения в столбе разряда, поскольку с ростом тока увеличивается степень ионизации газа в плазме и растет её электропроводность. Т. о., в рабочем интервале токов вольт-амнсрная характеристика Т горизонтальна. [c.203]

Увеличение разброса амплитуды импульсов могут вызывать конструкционные несовершенства, приводящие к искажению распределения электрич. поля у анода, причём наиб, важным является постоянство по длине П. с., вапр, Дгд, 1 мкм может вызвать разброс амплитуд 50%. Большое влияние на энергетич. разрешение оказывают стабильность Ур ( 0,05%) и чистота газа. Для инертных газов, СО , СН я т. д. не наблюдается прилипания электронов, но присутствие даже неаначит. кол-ва (<0,1%) электроотрицат, молекул Н О, СО, Оа, С и т. д. приводит к значит, ухудшению энергетич. разрешения, т. к, амплитуда импульса становится аависниой от места образования первичных электронов. Добавки век-рых газов с потенциалом ионизации, меньшим потенциала ионизации осн. газа, могут приводить к уменьшению ср. энергии, затраченной на образование пары ионов, следовательно к улучшению разрешения. [c.148]

Т. р. постоянного тока в трубке. Поскольку толщина КС порядка длины ионизации, часть электронов, ускоряясь на катодном скачке потенциала, набирает энергию, равную этому потенциалу, В результате интенсивной ионизации газа этим пучком электронов в области ТС образуется светящийся слой плазмы большой плотности. Величина электрич. поля здесь близка к нулю. По мере продвижения от области ТС по направлению к аноду плотность плазмы падает из-за рекомбинации и амбиполярной диффузии, электрич. поле растёт, но enie недостаточно для ионизации и возбуждения атомов (область ФТП). Далее, в области ПС электрич. поле достигает величины, при к-рой ионизация электронами, набирающими энергию в этом поле, становится существенной. Для электрич. поля в ПС справедлив закон подобия Ejp f(pR), вытекающий из равенства скоростей ионизации и потерь за счёт амбиполярной диффузии к стенкам (теория Шоттки). ВАХ ПС не зависит от тока, плотность плазмы пропорциональна плотности тока. Для молекулярных газов с ростом тока необходимо учитывать гфоцессы объёмной рекомбинации, приводящие к слабому росту напряжения на ПС, при дальнейшем увеличении тока происходит нагрев газа (для молекулярных газов). Б атомарных газах при увеличении тока в первую очередь газ разогревается, плотность его уменьшается [c.117]

Напряжение пробоя длинных промежутков ( 10 м) достигает MB, но ср. поля в промежутке кВ/см атм — 1 В/см тор) в десятки раз меньше, чем при таунсендов-ском пробое. Ионизация газа идет только в областях сильного собств. ПОЛЯ лидерной и стримерных вершин. Когда лидер достигает заземлённого электрода, по его каналу, всё ещё находящемуся под высоким потенциалом, со скоростью 10 см/с проходит обратная волна снятия напряжения (возвратный удар). Благодаря сильнейшему полю на фронте волны ионизация в канале резко возрастает и он превращается в искровой с равновесной плазмой при К. [c.514]

Различают три вида ионизации в газах соударением, облучением (фотоионизация) и нагревом (термическая ионизация). Суть ионизации независимо от ее вида заключается в том, что за счет энергии, полученной нейтрдльным атомом газа тем или иным образом, этот атом теряет электрон и становится положительно заряженным ионом. Количество энергии, которое необходимо затратить для отрыва электрона от ядра атома, называют энергией ионизации-, ее измеряют в электронвольтах. Эта энергия численно равна потенциалу ионизации, который измеряется в вольтах и характеризует величину напряженности внешнего электрического поля, при которой электрон приобретает энергию, равную энергии ионизации. Потенциал ионизации зависит от строения атома и различен для различных химических элементов. Чем меньше потенциал ионизации, тем легче оторвать электрон от атома. [c.86]

Для удовлетворения этих требований в покрытие электродов вводят следующие вещества. Шлакообразующие - основная часть покрытий. Они образуют шлак на поверхности ванны и защищают капли электродного металла и сварочную ванну от непосредственного контакта с атмосферой. Газообразующие - органические вещества, разлагающиеся при нагревании с образованием газов, которые оттесняют воздух от дугового промежутка. Раскисляющие - р осппяъы, сплавы железа с активным металлом. Например, ферромарганец реагирует с растворенным в ванне кислородом, а также с кислородом оксидов и восстанавливает чистое железо, при этом марганец окисляется и уходит в шлак. Легирующие - хотя легирование через покрытие менее эффективно, чем через проволоку. Чаще легирование ведут за счет ферросплавов, вводимых с целью раскисления металла шва. Стабилизирующие - соединения элементов с низким потенциалом ионизации, облегчающие горение дуги и ее повторное зажигание на переменном токе (при переходе тока через ноль). Кроме того, в покрытие вводят пластификаторы и связующие, придающие покрытию прочность и хорошее сцепление со стержнем. [c.113]

Рассмотрим теперь наиболее интересный класс эксимерных лазеров, в которых атом инертного газа (например, Аг, Кг, Хе) в возбужденном состоянии соединяется с атомом галогена (например, F, С1), что приводит к образованию эксимерагалоге-нидов инертных газов. В качестве конкретных примеров укажем ArF (Я, = 193 нм), KrF (А, = 248 нм), ХеС1 (А, =309 нм) и ХеР (А, = 351 нм), которые генерируют все в УФ-диапазоне. То, почему галогениды инертных газов легко образуются в возбужденном состоянии, становится ясным, если учесть, что в возбужденном состоянии атомы инертных газов становятся химически сходными с атомами щелочных металлов, которые, как известно, легко вступают в реакцию с галогенами. Эта аналогия указывает также на то, что в возбужденном состоянии связь имеет ионный характер в процессе образования связи возбужденный электрон переходит от атома инертного газа к атому галогена, Поэтому подобное связанное состояние также называют состоянием с переносом заряда, Рассмотрим теперь подробнее КгР-лазер, так как он представляет собой один из наиболее важных лазеров данной категории. На рис, 6.26 приведена диаграмма потенциальной энергии молекулы KrF, Верхний лазерный уровень является состоянием с переносом заряда и ионной связью, которое при R = oo отвечает состоянию положительного иона Кг и состоянию 5 отрицательного иона F. Поэтому энергия при R = оо равна потенциалу ионизации атома криптона минус сродство атома фтора к электрону. При больших межъядерных расстояниях кривая энергии подчиняется закону Кулона. Таким образом, потенциал взаимодействия между двумя ионами простирается на гораздо большее расстояние (5— ЮЛ), чем в случае, когда преобладает ковалентное взаимодействие (ср., например, с рис, 6.24), Нижнее состояние имеет ковалентную связь и при R = oo отвечает состоянию 5 атома криптона и состоянию атома фтора. Таким образом, в основном состоянии атомные состояния инертного газа и галогена меняются местами. В результате взаимодействия соответствующих орбиталей верхнее и нижнее состояния при малых межъядерных расстояниях расщепляются на состояния 2 и П. Генерация происходит на переходе поскольку он имеет наибольшее [c.383]

Масс-спектрометрический анализ многокомпонентных газов гораздо сложнее изотопного. Во-первых, из-за разницы потенциалов ионизации наблюдается зависимость величины ионного тока от рода газа, что затрудняет градуировку прибора. Во-вторых, появление на различных участках поступления и откачки газа эффекта фракционирования компонент газа вызывает усложнение конструкций газонапускных устройств. И, наконец, расшифровка спектра многокомпонентных смесей из-за многообразия массовых линий для сложных молекул в некоторых случаях — не простая задача. [c.125]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...