The influence of plasma treatment of different cathode materials on current-voltage characteristics of mirror discharge in air

Abstract

The behavior was investigated of current-voltage characteristics of Penning discharges in air atmosphere. Such materials were used as cathodes: stainless steel 12KH18N10T, iron, nickel, titanium, copper, aluminum, tungsten. It had been shown the behavior of current-voltage characteristics of Ti, Cu, W is typical for Penning discharges. But, if to use stainless steel or Al cathodes, no typical behavior of current-voltage characteristics was observed, namely, the discharge current abrupt increase after threshold value of discharge voltage. The physical-chemical mechanism is suggested and discussed to explain this effect.

Исследовано поведение вольт-амперных характеристик (ВАХ) разрядов Пеннинга в атмосфере воздуха. В качестве катодов были использованы такие материалы: нержавеющая сталь 12Х18Н10Т, железо, никель, титан, медь, алюминий, вольфрам. Показано, что поведение вольт-амперных характеристик плазмы для таких материалов катода как титан, медь, вольфрам типично для отражательного разряда. Но при использовании в качестве материалов катода нержавеющей стали и алюминия наблюдалось не типичное поведение вольт-амперных характеристик, а именно, резкий рост тока при превышении порогового значения напряжения. Предлагается физико-химический механизм для объяснения этого эффекта.

Досліджена поведінка вольт-амперних характеристик (ВАХ) розрядів Пеннінга в атмосфері повітря. Як катоди були використані такі матеріали: нержавіюча сталь 12Х18Н10Т, залізо, нікель, титан, мідь, алюміній, вольфрам. Показано, що поведінка вольт-амперних характеристик плазми для таких матеріалів катода як титан, мідь, вольфрам типово для відбивного розряду. Але при використанні в якості матеріалів катода нержавіючої сталі і алюмінію спостерігалася не типова поведінка вольт-амперних характеристик, а саме, різке зростання струму при перевищенні порогового значення напруги. Пропонується фізико-хімічний механізм для пояснення цього ефекту.