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　第33卷第4期 原 子 能 科 学 技 术 . 33, . 4 V o l N o 　1999年7月 A tom ic Energy Science and T echno logy Ju ly 1999 高压电极表面改性及其效果研究 方仁昌　向　伟 ( 中国工程物理研究院应用电子学研究所, 成都, 610003) 由半球平板组成的真空间隙, 在单次脉冲高压作用下, 用数字化信号分析仪 602 捕获 D SA A 并理论分析了放电电流波形, 计算出一定尺寸真空间隙的半球面阴极顶部轴向电场。用优选的离 子束辅助沉积( ) 工艺参数, 沉积出结合强度很高的一些薄膜。各种薄膜能承受 900 ° 的高温 IBAD C 处理, 经受数百次高能微粒子轰击后, 仍能保持原有的表面状况。单次脉冲放电波形的主要参数表 明: 制作的几种薄膜, 在耐压能力方面均有不同程度的改善, 改善的程度由薄膜材料的综合特性来 体现。 关键词　真空间隙放电　阴极表面电场　离子束辅助沉积效果 中图法分类号　 484 5　 484 1 O O 在高电压真空器件中, 高压电极同相邻低电位电极间的突发性“火花”或“击穿”现象直接 限制了它的使用。特种电真空器件对体积限制更严格, 对可靠性要求更高。在引发微放电的过 程中, 微表面状况的影响远远超过电极系统宏观结构尺寸的影响, 它引发的微发射范围很小 ( ) 上引发微放电的实验表明: 在 甚至到微米尺度 。从位于阴极的微区点电子发射有效面积 A e [ 1 ] A e 所涉及的部位, 虚阴极的出现 及进一步繁衍起来的微粒子作用, 是构成原本稳定的宏观 间隙电场瞬变击穿的根本原因。 ( ) ( 研究特种电真空器件中的脉冲高压器件的放电或击穿过程, 可引入半球 阴极 平板 阳 ) 极 真空间隙概念。因为器件电极都是轴对称的旋转体, 相对某个发射电子的微区有效表面, 其 低电位零件可看成尺寸十分大的一个平板, 可作近似程度很高的模拟。 离子束辅助沉积( IBAD ) 法在各种金属和陶瓷、玻璃等介质的衬底表面上都可以生成各种 不同用途、性能优良的材质薄膜。控制离子束流的大小及其能量, 可改变成膜性质、附着力、孔 [ 2 ] 隙率、密度、内应力状态和薄膜的微结构 。薄膜的厚度可以在沉积过程中控制。缺点是沉积效 率低和沉膜厚度有限。本设备所装备的 2 个离子源, 都以高纯A r 等作为工作介质气体, 热阴 极电子在电磁场作用下, 形成A r 等离子体电弧放电, 不但可限制放电区域, 而且放电效率及 气体利用效率都很高。本工作对不同表面材质的阴极, 在不同间隙间距下的真空半球平板间 隙的放电过程进行研究。 方仁昌: 男, 56 岁, 物理电子技术专业, 副研究员 收稿日期:收到修改稿日期: 第4期　　方仁昌等: 高压电极表面改性及其效果研究