氣體放電機理包括幾种放電機理假說（有經典流注機理、電子崩鏈模型、逃逸電子模型等等），說明了氣體放電的基本原理。
基本介紹
- 中文名：氣體放電機理
- 外文名：Gas discharge mechanism
- 一級學科：工程技術
- 二級學科：能源技術
- 作用：說明了氣體放電的基本原理
- 類型：經典流注機理、電子崩鏈模型等
氣體放電,流注理論,電子崩,逃逸電子模型,
氣體放電
乾燥氣體通常是良好的絕緣體，但當氣體中存在自由帶電粒子時，它就變為電的導體。這時如在氣體中安置兩個電極並加上電壓，就有電流通過氣體，這個現象稱為氣體放電。依氣體壓力、施加電壓、電極形狀、電源頻率的不同，氣體放電有多種多樣的形式。主要的形式有暗放電、輝光放電、電弧放電、電暈放電、火花放電、高頻放電等。20世紀70年代以來雷射導引放電、電子束維持放電等新的放電形式，也日益受到人們的重視。
流注理論
關於氣體電擊穿機理的一種理論。由R.瑞特與J.M.米克於1937年提出。湯森理論奠定了氣體放電的理論基礎，但是隨著氣體放電研究的發展，有些現象只由湯森理論難以解釋，例如放電發展的速度比碰撞電離快，放電通道是不均勻的而呈折線形狀，因此需要尋求其他理論。流注理論就是在總結這些實驗現象的基礎上形成的。
在外施電場作用下，電子崩由陰極向陽極發展，由於氣體原子（或分子）的激勵、電離、複合等過程產生光電離，在電子崩附近由光電子引起新的子電子崩，電子崩接近陽極時，電離最強,光輻射也強。光電子產生的子電子崩匯集到由陽極生長的放電通道，並幫助它的發展，形成由陽極向陰極前進的流注（正流注），流注的速度比碰撞電離快。同時，光輻射是指向各個方向的，光電子產生的地點也是隨機的，這說明放電通道可能是曲折進行的。正流注達到陰極時，正負電極之間形成一導電的通道，可以通過大的電流，使間隙擊穿。如果所加電壓超過臨界擊穿電壓（過電壓），電子崩電離加強，雖然電子崩還沒有發展到陽極附近，但在間隙中部就可能產生許多光電子及子電子崩,它們匯集到主電子崩,加速放電的發展，增加放電通道的電導率，形成由陰極發展的流注（負流注）。
電子崩
均勻電場中氣體的擊穿過程與氣體的相對密度p和極間距離d的乘積pd有關。pd不同時，各種游離過程的強弱不同，空間電荷所起的作用也不同，因而放電的機理不同。湯遜根據均勻電場低氣壓條件下的放電實驗，提出了適合於pd值較小情況下氣體放電的電子崩理論（也稱為湯遜理論）。後來雷持、米克等人在試驗的基礎上又提出了適合於pd值較大情況下氣體放電的流注理論。這兩個理論互相補充，較好地說明了pd在較大範圍內的氣體放電過程。簡單說，電子崩就是電子在氣體中發生碰撞電離時的鏈式反應發展過程。電子崩，是一種電子學學科的一種專有名詞。
逃逸電子模型
E.E. Kunhardt等人進一步深化基於快電子的模型，提出逃逸電子模型。設電子崩中電子可按其能量大小分兩種:快電子和慢電子。快電子是基於逃逸電子的ns脈衝氣體放電模型的關鍵，其脫離電子崩的能量閡值取決於施加的場強、氣壓和氣體介質。
崩頭內能量足夠的快電子將逃逸出電子崩並散布在崩頭近陽極區內，它們會電離主電子崩頭部近區氣體，使主電子崩向前發展，同時崩頭半徑變小，形成絲狀通道；進而使崩頭附近電場增強，快電子進一步從崩頭逃逸;重複上述過程，電子崩加速向陽極發展。到達陽極時電子崩與陽極已形成電導通道，崩尾電場大增，隨後出自陰極的電子崩逐步發展成間隙的擊穿。
