沉积TiB_2薄膜的电极真空绝缘性能实验研究.pdfVIP

　第35卷第2期 原 子 能 科 学 技 术 Vol. 35 ,No. 2 　2001年3月 Atomic Energy Science and Technology Mar. 2001 文章编号 (2001) 沉积 TiB 薄膜的电极真空绝缘性能实验研究 2 方仁昌 ,罗四维 ( 中国工程物理研究院 电子工程研究所, 四川 绵阳　621900) ( ) ( ) 摘要 :利用由一定结构的球面 阴极 平板 阳极 组成的真空间隙 ,模拟特种电真空器件中电极间 ( ) 的微放电过程。用离子束辅助沉积 IBAD 法 ,在阴极球面上沉积出高结合强度的晶化 TiB2 薄膜。 实验证明 :在高达 1 000 ℃的温度下 ,相比不锈钢材料 ,薄膜表面几乎不被氧化 ;在单次脉冲高压作 用下和在经受数百次高能微粒子轰击后 ,仍呈现出弱放电特征 ,既提高了耐压能力 ,又降低了脉冲 电源的动态负载。 关键词 :微放电模拟 ;表面改性 ;单次放电电流参数 中图分类号:O4845 ;O4841 　　　文献标识码 :A 高电压真空器件中的突发性微放电或击穿现象是个很难解决的可靠性问题。单次脉冲工 作的特种电真空器件对体积限制更严格 ,对可靠性要求更高。实现低电平、快衰减、短持续时 间的放电电流波形对降低单次脉冲高压电源的无效负载的研究 ,对于特种电真空器件显得尤 为重要。 对外加电源来说 ,真空间隙是一个十分复杂的非线性负载。为维持一定幅度的脉冲高压 , 真空间隙中作为阴极的电极的表面状态起关键作用 ,不但影响从外回路上观测到的高压波形 ( ) 的形状 电平幅度、脉冲宽度、前后沿参数等 ,还要影响到一定空间范围内实时电压分布的有 关参数值及参数随时间变化的频度等。而阴极的表面状况与其综合特性密切相关[1 ] 。 ( ) 用离子束辅助沉积 IBAD 法在金属、陶瓷、玻璃等材料衬底表面上都可以生成具有所需 功能的薄膜。控制好环境气氛和各工艺参数 ,尤其是溅射束流能量 ,不但可以改变成膜性质、 孔隙率、密度和微结构[2 ] ,还可以使薄膜在衬底表面上获得程度不同的附着力。利用 IBAD 设 ( ) [3 ] 备对阴极 球端面 表面改性 ,选择具有优良性能的 TiB2 作为改性薄膜 ,在完全可以对比的 前提下 ,从电压维持幅度和对单次脉冲电源形成的负载程度上 ,用有关检测及处理过的数据研 究判断其效果的优劣程度。 收稿日期 ;修回日期 ( ) 作者简介 :方仁昌 1942 — ,男 , 四川安岳人,副研究员 ,物理电子技术专业 © 1994-2006 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 180 原子能科学技术 　　第35卷 1 　实验电极及脉冲放电波形捕获系统 任何高电压真空器件中的真空间隙微放电、乃至击穿过程 ,都有一个共同的特点 :在高压 ( ) 所形成的强电场作用下 ,从最薄弱的微表面 涉及范围很小 ,甚至到微米尺度 引发出较低的微