真空絶縁破壊前駆状態における生成イオンの同定

真空预击穿状态下生成离子的识别

基本信息

批准号：
62550194
负责人：
鈴木憲司
金额：
--
依托单位：
Saitama University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
财政年份：
1987
资助国家：
日本
起止时间：
1987 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-62550194/
关键词：
真空絶縁破壊質量分析電子衝撃脱離

项目摘要

真空ギャップの絶縁破壊原因となる前駆状態時に電極から発生するキャリアについて, その成分の同定を行った. はじめに, 交付申請書に述べてある通り, 実験能率の向上のために実験装置の改造を行った. 即ち, 粗引き系にターボ分子ポンプを導入し, 排気能力を強化した. その結果, 供試電極交換後測定可能圧力に到達するまでの時間が, それまでの二日から一日に短縮され, 所期の目的を果たすことができた. 更に, 到達圧力も従来の2×10^<-8>TORRから5×10^<-9>Torrに改善され, 予想以上の好結果が得られた. ついで, 測定系で必要とされる各種電子回路装置の製作を行った. 必要な部品にかなりの部分従来から準備していたものを使用することで所要の機能, 性能の装置を用意することができた.以上の準備の後, 実験を開始した. 電極材料にはアルミニウム, 銅, 鉄を用い, 直流電源により定常的な破壊前駆状態として, 発生イオンの質量分析を行った. その結果, 発生イオンは, 電極材料に関係なく, 真空容器内の残留ガス成分と一致することが判明した. 即ち, H, H_2, CH_4, H_2O, CO, CO_2等である. 当初予想されていた電極材料イオンが検出されていないことが特徴的である. これらのイオンは, 電極表面に吸着していた残留ガスが, 電子照射による電子衝撃脱離現象にもとづいて発生したものと結論づけられた. この結果から, 前駆状態において発生するイオンが, 真空の質に依存することを明確にした. 電極間のイオンは, その運動速度が低いために空間電荷効果により極間の電位分布を変化させる. 従って, 真空の質が電位分布の変化を支配することになる. これらのことから, 破壊現象の解明には, 従来等閑視されてきた電極表面吸着ガスと電子線との相互作用が, 重要な素過程の一つとして考慮されなければならないことが明かとなった.

我们确定了在前驱体状态下产生的载流子成分，这些载流子会导致真空间隙中的介电击穿。首先，如资助申请中所述，我们修改了实验设备以提高实验效率。换句话说，我们使用了涡轮分子泵。因此，更换测试电极后达到可测量压力所需的时间从两天缩短为一天。此外，最终压力从传统的2×10^<-8>TORR提高到5×10^<-9>Torr，产生了比预期更好的结果。测量系统所需的电子电路器件。通过使用大量过去准备的必要部件，我们能够实现所需的功能。完成上述准备后，我们开始使用铝、铜和铁作为电极材料，使用直流电源作为常数对产生的离子进行质谱分析。结果发现，无论电极材料如何，产生的离子都对应于真空容器中的残留气体成分，如H、H_2、CH_4、H_2O、CO、CO_2等。其特征在于，由于电极表面吸附的残留气体的电子照射而产生电子碰撞脱附现象，因此未检测出原本期望的电极材料离子。前驱体状态下产生的离子取决于真空的质量。电极之间的离子移动速度较低，因此电极之间的电位由于空间电荷效应而降低，从而改变了分布。真空的质量决定了电势分布的变化。因此，过去被忽视的电极表面吸附气体与电子束之间的相互作用，被认为是阐明电子束的重要基本过程。很明显，这必须被视为故障现象之一。