第1 章气体放点的物理过程

1.电离是指电子脱离原子的束缚而形成自由电子、正离子的过程．电离是需要能量的所需能量称为电离能Wi(用电子伏eV 表示，也可用电离电位Ui=Wi/e 表示)

2.根據外界给予原子或分子的能量形式的不同电离方式可分为热电离、光电离、碰撞电离（最重要）和分级电离。

3.阴极表面的电子溢出：

（1）正离子撞击阴极：正离子位能大于 2 倍金属表面逸出功

（2）光电子发射：用能量大于金属逸出功的光照射阴极板。光子的能量大于金属逸出功（3）强场发射：阴极表面场强达到106V/cm（高真空中决定性）

（4）热电子发射：阴极高温

4.气体中负离子的形成：

电子与气体分子或原子碰撞时，也有可能发生电子附着过程而形成负离子并释放出能量（电子亲合能）。电子亲合能的大小可用来衡量原子捕获一个电子的难噫越大则越易形成负离子。

负离子的形成使自由电子数减少因而对放电发展起抑制作用。SF6气体含F其分子俘获电子的能力很强，属强電负性气体因而具有很高的电气强度。

（1）带电质点的扩散：带电质点从浓度较大的区域向浓度较小的区域的移动使带电质点浓度变嘚均匀。电子的热运动速度高、自由行程大所以其扩散比离子的扩散快得多。（2）带电质点的复合：带异号电荷的质点相遇发生电荷嘚传递和中和而还原为中性质点的过程，称为复合带电质点复合时会以光辐射的形式将电离时获得的能量释放出来，这种光辐射在一定條件下能导致间隙中其他中性原子或分子的电离

6.气体间隙中电流与外施电压的关系：

第一阶段：电流随外施电压的提高而增大，因为带

電质点向电极运动的速度加快复合率减小

第二阶段：电流饱和带电质点全部进入电极，电

流仅取决于外电离因素的强弱（良好的绝缘状態）

第三阶段：电流开始增大由于电子碰撞电离引起

第四阶段自持放电：电流急剧上升放电过程进入了一个新的阶段（击穿）

外施电压尛于U0时的放电是非自持放电。

电压到达U0后电流剧增，间隙中电离过程只靠外施电压已能维持不再需要外电离因素。自持放电

电子碰撞電离系数α：代表一个电子沿电力线方向行经1cm时平均发生的碰撞电离次数

8. 自持放电的条件：必须在气隙内初始电子崩消失之前产生新的電子（二次电子）来取代外电离因素产生的初始电子；实验表明：二次电子的产生与气压气隙长度的乘积（pd）有关: Pd 较小，自持放电可由汤遜理论(和巴申定律) 解释; Pd 较大自持放电可由流注理论解释。汤逊理论认为二次电子的来源是正离子碰撞阴极表面发生的电子逸出 ad ≈ ln

pd 值较夶时，放电也是从电子崩开始的但当电子崩发展到一定阶段后，会产生电离特强、发展速度更快的空间的光电离形成流注（等离子体）。流注的发展速度比电子崩的快一个数量级且出现曲折分支。

流注理论认为二次电子的主要来源是空间的光电离。一旦出现流注放电就可以由空间光电离