Koub karakteristik volt-anpè nan egzeyat gaz limyè eksimè 172 nm
3.3.7 Fenomèn luminesans nan egzeyat gaz
Teknoloji modèn Ion Plating
(Kontinyasyon fenomèn luminesans nan egzeyat gaz)
Eksitasyon luminesans
Atòm eksite rezonans pral tranzisyon tounen nan nivo enèji ki estab nan 10⁻⁸ s, divilge enèji ki absòbe pandan tranzisyon eksitasyon an. Enèji sa a emèt nan fòm foton, ki pwodui luminesans eksitasyon. Nan sèten presyon ba -dechaj, tankou sa yo ki enplike ksenon, pwosesis sa a kapab tou jenere radyasyon iltravyolèt vakyòm, ki gen ladan limyè excimer 172 nm.
Rekonbinasyon luminesans
Nan espas egzeyat la, lè iyon yo rankontre elektwon, yo rekonbine pou fòme atòm ki estab. Enèji a orijinal absòbe lage nan fòm lan nan foton pandan pwosesis la rekonbinasyon, pwodwi luminesans rekonbinasyon.
Akòz diferans ki genyen nan estrikti atomik ak enèji nan nivo enèji elektwon, frekans luminesans eksitasyon ak luminesans rekonbinasyon varye, ki mennen nan diferan koulè luminesans. Pandan ion plating, pwosesis tankou rekonbinasyon elektwon ak iyon, twa -kò rekonbinasyon iyon metal, elektwon, ak gaz reyaksyon, ak tranzisyon atòm eksite rezonans tounen nan eta ki estab kontinyèlman rive, jenere luminesans. Plis entans ionizasyon an, pi fò entansite limyè a. Diferan eleman yo gen diferan nivo enèji elektwon, kidonk koulè luminesans yo diferan: agon emèt yon limyè ble syèl -, ak fim nitrure Titàn ki depoze ak nitwojèn 通入 montre yon seriz-koulè wouj. Soti nan pwosesis reyaksyon ki anwo yo, li ka wè ke nan espas egzeyat nan ion plating, gwo -elektron enèji kontinyèlman fè kolizyon inelastik ak gaz, pwodwi gwo -atom ak iyon eksite enèji. Atòm ak iyon ki gen gwo-enèji sa yo sibi yon seri kolizyon konplèks ak atòm gaz ki ba-enèji ak atòm metal, sa ki lakòz iyon ak atòm divès nivo enèji nan espas egzeyat la. Espas egzeyat la plen ak yon gwo kantite patikil aktif, ki gen enèji pi wo pase atòm gaz yo prezante ak atòm metal evapore. Tout patikil ki gen gwo -enèji nan espas plak la soti nan elektwon ki gen gwo-enèji. Kidonk, plis gen plis elektwon nan espas plak la, plis patikil enèji ki wo -yo prezan pandan plating, se plis enèji total patikil fim yo pi wo, e plis li favorab pou reyaksyon chimik yo fòme fim ki gen bon jan kalite-. Teknoloji modèn ion plating fè efò pou jwenn plis elektwon pou ogmante dansite plasma nan espas plak la, kidonk amelyore enèji total patikil fim yo.
3.4 Egzeyat gaz
3.4.1 Pwosesis egzeyat gaz
Egzeyat Lavalas
Evakye veso a; lè degre vakyòm nan se ant 1 ~ 10 Pa, vire sou ekipman pou pouvwa a ant katod la ak anod. Nan pwen sa a, elektwon orijinal yo nan chanm vakyòm akselere anba aksyon an nan jaden elektrik la. Lè enèji elektwon an rive nan yon sèten valè, yo fè kolizyon ak molekil gaz net epi ionize yo. Iyon akselere nan direksyon katod la, ak elektwon akselere nan direksyon anod la; pandan pwosesis sa a, plis iyonizasyon kolizyon rive, ak kantite patikil chaje yo ogmante rapidman, fòme yon pwosesis lavalas elèktron (yo rele tou dechaj lavalas), jan yo montre nan Figi 3-5 [3]. Egzeyat sa a se yon pwosesis egzeyat ki pa-poukont yo; si yo retire sous ionizasyon orijinal la, egzeyat la sispann imedyatman.
Soti nan koub Paschen an, li ka wè ke gen yon vòltaj minimòm katod ki nesesè pou kòmanse egzeyat lumineux. Pratike montre ke yon fwa egzeyat gaz la kòmanse, vòltaj la egzeyat desann sevè, ki endike ke vòltaj ignisyon an chwazi a se pa vòltaj la ignisyon minimòm. Anjeneral, apre yo fin limen gaz la, vòltaj egzeyat la otomatikman diminye nan vòltaj ki kenbe egzeyat pwòp tèt ou -soutni. Pou egzanp, vòltaj ignisyon nan egzeyat agon ak materyèl ki baze sou fè -se apeprè 265 V.
3.4.2 Volt-Anpè Karakteristik Koub Dechaj Gaz
Mezi Koub Karakteristik Volt-Anpè
Koub varyasyon vòltaj -aktyèl ant de elektwòd egzeyat gaz yo rele koub karakteristik volt-anpè. Figi 3-7 montre aparèy pou mezire volt-koub karakteristik anpè egzeyat gaz [10], kote Eₐ se yon kouran DC ak Rₐ se yon rezistans varyab. Apre ou fin limen ekipman pou kouran Eₐ a, mezire vòltaj ak aktyèl ant elektwòd yo, epi trase koub varyasyon vòltaj -aktyèl la pandan dechaj gaz, sa vle di koub karakteristik volt-ampere [3−12].
Karakteristik Koub Karakteristik Volt-Ampere
Figi 3-8 montre koub karakteristik volt-anpè egzeyat gaz [3]:
Rejyon ki pa-Oto-dechaj nwa ki soutni (Ⅰ)
Nan segman AB nan Figi 3-8, yon kouran trè fèb (10⁻¹² A) parèt kòm vòltaj la piti piti ogmante soti nan 0. Kouran sa a se pwodwi pa iyonizasyon espas ki te koze pa elektwon rezidyèl nan espas la. Nan rejyon sa a, byenke aktyèl la egzeyat ogmante ak vòltaj entè-elektwòd la, aktyèl la fèb epi pa gen okenn luminesans vizib; yo rele sa ki pa-oto-dechaj fè nwa, ki fè pati pwosesis egzeyat Townsend ki sanble ak lavalas la.
Oto-Rejyon Dechaj Fènwa Kontinyèl (Ⅱ)
Apati pwen B, etap egzeyat oto-soutni etap la kòmanse, ki pwodui lavalas-tankou dechaj Townsend. Vòltaj nan pwen B (Vᵇ, ki rele tou vòltaj pann) jeneralman pi wo pase vòltaj minimòm ignisyon Uₘᵢₙ anba kondisyon eksperimantal yo (p,d). Liminesans fèb parèt nan segman BC, ki rele oto-rejyon egzeyat fè nwa soutni.
Rejyon Tranzisyon (Rejyon Egzeyat Corona Ⅲ, Rejyon Egzeyat Glow Nòmal Bonè Ⅳ)
Si rezistans nan kous la pa gwo, egzeyat la byen vit tranzisyon nan pwen E atravè rejyon tranzisyon an: vòltaj la desann sevè nan Vₙ, aktyèl la ogmante sibitman, ak gwo lumineux parèt sou katod la, k ap antre nan rejyon an egzeyat nòmal.
Nòmal Rejyon Egzeyat Glow (Ⅴ)
Soti nan koub karakteristik egzeyat volt-anpè a, Vᵇ se vòltaj ignisyon an, ak Vₙ se vòltaj ki kenbe egzeyat nòmal ki estab (sa vle di, Uₘᵢₙ nan koub Paschen). Apre tranzisyon nan nòmal egzeyat lumineux soti nan pwen E, sèlman yon pati nan sifas la katod emèt limyè (yo rele plas la katod). Diminye rezistans aktyèl la -limite ogmante zòn nan lumineux. Aktyèl entè-elektwòd la ogmante ak zòn ekla, men vòltaj la nan egzeyat ekla nòmal rete konstan -sa a se yon karakteristik nan egzeyat lumineux nòmal.
(Annotasyon pou Figi 3-8: Volt-Anpèr Karakteristik Koub dechaj gaz Ⅰ-Non-Oto-Rejyon Dechaj Fènwa Kontinwi Ⅱ-Oto{-Rejyon Dechaj Fènwa Kontinwi Ⅲ{-Rejyon Dechaj Fènwa Ⅲ-Normal GⅣ-Geyòt Korona Rejyon Ⅴ-Rejyon Egzeyat Glow Nòmal Ⅵ-Rejyon Egzeyat Glow Anòmal Ⅶ-Rejyon Tranzisyon soti nan Glow a Egzeyat Arc Ⅷ-Rejyon Egzeyat Arc Vᵇ{-Dechaje Voltage Ignisyon Vₙ}}{{15}Voltaj Egzeyaj Nòmal Glow Voltage)
Rejyon Egzeyat Glow Anòmal (Ⅵ)
Lè plas katod la kouvri tout sifas katod la (sa vle di, rive nan pwen F), aktyèl entè-elektwòd la ogmante pandan vòltaj entè-elektwòd la ogmante-sa a se etap egzeyat ki pa nòmal. Segman FG montre karakteristik egzeyat ekla nòmal, ak yon dansite aktyèl nan nivo mA/cm². Toupre pwen G, dansite aktyèl katod la trè wo; se katod lokal la chofe nan yon eta emisyon tèrmionik fò, rezistans nan espas diminye, vòltaj la desann sevè, aktyèl la ogmante sibitman, epi li fasil tranzisyon nan egzeyat arc.
Rejyon tranzisyon soti nan Glow rive nan Egzeyat Arc (Ⅶ)
Kòmanse soti nan pwen G, vòltaj entè-elektwòd la desann sevè soti nan plizyè santèn vòlt a plizyè dizèn vòlt, ak dansite aktyèl la sote soti nan nivo mA/cm² nan nivo 100 A/cm². Pwen G se vòltaj ignisyon arc la, ak segman GH se rejyon tranzisyon ki soti nan egzeyat ekla nòmal nan egzeyat arc. Fenomèn sa a fasil pou reyalize si ekipman pou pouvwa a pèmèt.
Rejyon Egzeyat Arc (Ⅷ)
Kòmanse soti nan pwen H, li antre nan yon rejyon ki estab ak yon vòltaj nan dè dizèn de vòlt ak yon dansite aktyèl pi wo a 100 A/cm². Nan aplikasyon espesyalize yo, anviwònman presyon ki ba -similè yo ka pwodui emisyon iltravyolèt entans, tankou limyè eksimè 172 nm ki soti nan dimè ksenon eksite.
