Тугай С. Б. Імпульсні режими роботи технологічних електронно-променевих гармат високовольтного тліючого розряду

Дисертаційна робота присвячена дослідженню особливостей генерації та формування потужних імпульсних електронних пучків в тріодних електродних системах високовольтного тліючого розряду (ВТР) з допоміжним низьковольтним несамостійним керуючим розрядом та керування їх параметрами. В результаті аналізу фізичних процесів, що відбуваються в тріодній електродній системі ВТР в імпульсному режимі, були отримані аналітичні співвідношення для оцінки концентрації іонів в плазмі, повздовжнього розміру анодної плазми, часу формування імпульсу струму та енергетичного балансу в тріодній електродній системі джерела електронів ВТР в імпульсному режимі роботи, основані на рівняннях електричного поля, рівняннях самостійності горіння ВТР та балансу потоків часток для діодних систем, з емпіричними коефіцієнтами, що дозволяють враховувати вплив допоміжного розряду та які залежать від періоду і тривалості імпульсів. Були зроблені теоретичні оцінки залежності к.к.д. імпульсного тріодного джерела електронів ВТР з холодним катодом від шпаруватості керуючих імпульсів, розподілу електричного поля в розрядному проміжку та залежності часу формування імпульсу ВТР від напруги допоміжного розряду і тиску в розрядному проміжку. Експериментально досліджено енергетичний баланс на електродах тріодних джерел електронів та емісійні властивості холодного катоду в імпульсному режимі роботи. Досліджено залежність положення та форми плазмової межі від геометрії електродів та режимів горіння розряду та їх вплив на геометричні параметри імпульсних пучків електронів, що формуються. Визначені часові характеристики формування імпульсу струму електронного пучка для різних режимів роботи тріодного джерела електронів та складу газового середовища. Отримані експериментальні дані підтверджують адекватність запропонованих аналітичних співвідношень та можливість розрахунку на їх основі параметрів тріодних джерел електронів ВТР в імпульсному режимі роботи з точністю до 20%. На основі результатів проведених досліджень розроблені тріодні технологічні гармати ВТР, що формують потужні імпульсні електронні пучки, які призначені для використання в процесах електронно-променевого зварювання та випаровування, а також система автоматичного керування параметрами розроблених гармат ВТР, яка забезпечує модуляцію імпульсного електронного пучка та стабілізацію його енергетичних параметрів за допомогою несамостійного низьковольтного розряду в діапазоні частот до 500 Гц та тривалістю імпульсів від 1 мс і більше.