- •ПРЕДИСЛОВИЕ
- •ВВЕДЕНИЕ
- •Часть I. ПРОБОЙ ГАЗОВ
- •Глава 1. Электронные и ионные процессы в газовом разряде
- •1.1. Законы сохранения энергии при столкновении атомных частиц
- •1.2. Интегральные характеристики столкновения
- •1.3. Энергия взаимодействия атомных частиц
- •1.4. Подвижность заряженных частиц
- •1.5. Диффузия заряженных частиц
- •1.6. Возбуждение и ионизация атомов и молекул
- •1.7. Термическая ионизация
- •1.8. О возможности ионизации газа ионами
- •1.9. Рекомбинация заряженных частиц
- •1.10. Термоэлектронная, автоэлектронная, взрывная эмиссия. Фотоэффект на катоде
- •1.11. Элементы кинетического уравнения для электронов
- •Глава 2. Теория пробоя Таунсенда
- •2.1. Первый коэффициент Таунсенда
- •2.2. Прилипание электронов к атомам и молекулам. Отрыв электронов от отрицательных ионов
- •2.3. Второй коэффициент Таунсенда
- •2.4. Электронная лавина
- •2.5. Условие самостоятельности разряда. Закон Пашена
- •2.6. Отступления от закона Пашена
- •2.7. Время разряда
- •Глава 3. Пробой газа в различных частотных диапазонах
- •3.1. СВЧ-пробой
- •3.2. ВЧ-пробой
- •3.3. Оптический пробой
- •Глава 4. Искровой разряд в газах
- •4.1. Наблюдения за развитием разряда в ионизационной камере
- •4.2. Схемы развития лавинно-стримерных процессов
- •4.3. Граница таунсендовского и стримерного разрядов
- •4.4. Пробой газов в наносекундном диапазоне времени
- •4.5. Длинная искра, разряд в виде молнии
- •4.6. Главный разряд
- •Глава 5. Самостоятельные разряды в газах
- •5.1. Тихий разряд
- •5.2. Тлеющий разряд
- •5.3. Дуговой разряд
- •5.4. Коронный разряд
- •5.5. Разряд по поверхности твердого диэлектрика
- •5.6. Зависимость пробивного напряжения газа от межэлектродного расстояния
- •Список литературы к разделу «Пробой газов»
- •Часть II. ПРОБОЙ ТВЕРДЫХ ДИЭЛЕКТРИКОВ
- •Глава 1. Тепловой пробой твердых диэлектриков
- •1.1. Теория теплового пробоя Вагнера
- •1.2. Другие теории теплового пробоя
- •Глава. 2. Классические теории электрического пробоя
- •2.1. Теория Роговского. Разрыв ионной кристаллической решетки
- •2.2. Разрыв твердого диэлектрика по микротрещине. Теория Горовица
- •2.3. Теория А. Ф. Иоффе
- •2.4. Теория А.А. Смурова. Теория электростатической ионизации
- •Глава 3. Квантово-механические теории электрического пробоя неударным механизмом
- •3.1. Теория Зинера. Теория безэлектродного пробоя
- •3.2. Теория Фаулера. Пробой электродного происхождения
- •3.3. Теория Я.И. Френкеля. Теория термической ионизации
- •Глава 4. Теории пробоя твердых диэлектриков вследствие ударной ионизации электронами
- •4.1. Теории Хиппеля и Фрелиха
- •4.2. Теории пробоя, основанные на решении кинетического уравнения. Теория Чуенкова
- •4.3. Некоторые замечания по теориям пробоя, основанных на рассмотрении механизма ударной ионизации электронами
- •Глава 5. Экспериментальные данные, укладывающиеся в представления о пробое твердых диэлектриков ударной ионизацией электронами
- •5.1. Стадии пробоя твердых диэлектриков
- •5.2. Развитие разряда в однородном и неоднородном полях в твердых диэлектриках
- •5.3. Эффект полярности при пробое в неоднородном электрическом поле
- •5.4. Влияние материала электродов на пробой твердых диэлектриков
- •5.5. Зависимость времени разряда от толщины диэлектрика. Формирование многолавинно-стримерного механизма разряда
- •Глава 6. Процессы, наблюдаемые в диэлектриках в области сверхсильных электрических полей
- •6.1. Электрическое упрочнение
- •6.2. Электронные токи в микронных слоях ЩГК в сильных электрических полях
- •6.3. Свечение в микронных слоях ЩГК
- •6.4. Дислокации и трещины в ЩГК перед пробоем
- •Глава 7. Другие теории пробоя твердых диэлектриков
- •7.2. Энергетический анализ электрической прочности твердых диэлектриков по теории Ю.Н. Вершинина
- •7.4. Термофлуктуационная теория разрушения твердых диэлектриков электрическим полем В.С. Дмитревского
- •7.5. Особенности пробоя полимерных диэлектриков. Теория электрического пробоя Артбауэра
- •7.6. Теория электромеханического пробоя Старка и Гартона
- •Глава 8. Некоторые особенности и закономерности электрического пробоя твердых диэлектриков
- •8.1. Статистический характер пробоя твердых диэлектриков
- •8.2. Минимальное пробивное напряжение
- •8.3. Неполный пробой и последовательный пробой
- •8.4. Кристаллографические эффекты при пробое кристаллов
- •8.5. Зависимость электрической прочности от температуры
- •8.6. Зависимость электрической прочности от времени воздействия напряжения
- •8.7. Пробой диэлектрических пленок
- •8.8. Формованные системы металл–диэлектрик–металл (МДМ)
- •8.9. Заключение по механизму электрического пробоя твердых диэлектриков
- •Глава 9. Электрохимический пробой
- •9.1. Электрическое старение органической изоляции
- •9.2. Кратковременное пробивное напряжение
- •9.3. Старение бумажной изоляции
- •9.4. Старение неорганических диэлектриков
- •Список литературы к разделу «Пробой твердых диэлектриков»
- •Часть III. ПРОБОЙ ЖИДКИХ ДИЭЛЕКТРИКОВ
- •Глава 1. Пробой жидкостей высокой степени очистки
- •1.1. Проводимость жидких диэлектриков
- •1.2. Пробой жидкостей вследствие ударной ионизации электронами
- •1.3. Пробой жидкостей неударным механизмом
- •Глава 2. Пробой жидких диэлектриков технической очистки
- •2.1. Влияние влаги
- •2.2. Влияние механических загрязнений
- •2.3. Влияние газовых пузырьков
- •2.4. Теории теплового пробоя жидких диэлектриков
- •2.5. Вольтолизационная теория пробоя жидких диэлектриков
- •2.6. Влияние формы и размеров электродов, их материала, состояния поверхности и расстояния между ними на пробой жидкостей
- •2.7. Развитие разряда и импульсный пробой в жидкостях
- •2.8. Влияние ультразвука на электрическую прочность
- •2.9. Внедрение разряда в твердый диэлектрик, погруженный в изолирующую жидкость
- •Список литературы к разделу «Пробой жидких диэлектриков»
- •ОГЛАВЛЕНИЕ
Часть II. Глава 9. Электрохимический пробой
3. При этом электропроводность меняет характер с р-типа на n-тип проводимости.
Интересным явлением, которое может наблюдаться при электрохимическом старении, является образование и рост дендритов. Рост дендритов наблюдается в кристаллах с катода в виде острия, при повышенных температурах (в кристалле NaCI при температуре выше 400 °С). На рис. 9.8 показана фотография дендритов в каменной соли при постоянном напряжении и температуре 450 оС.
Как видно из рис. 9.8 дендрит состоит из отдельных древовидных нитей коллоидального металла, образующегося в результате восстановления катионов. При повышенной температуре электропроводность кристалла резко возрастает. Катионы, попадая на катод, восстанавливаются, и, накапливаясь, образуют древовидные образования, прорастающие к аноду.
Наряду с ростом дендритов замечаются красноватые вспышки – это перегорают нити дендритов за счет большого протекающего через них тока. Когда дендрит дорастет до анода, может произойти полный пробой.
Список литературы к разделу «Пробой твердых диэлектриков»
1.Сканави Г.И. Физика диэлектриков (область сильных полей). ч.2. – М.: Изд-во физ.-мат. лит-ры, 1958. – 907 с.
2.Франц В. Пробой диэлектриков /Перевод с нем.– М.: Изд-во ИЛ, 1961. – 207 с.
3.Воробьев Г.А. Физика диэлектриков (область сильных полей), конспект лекций. – Томск.: Изд-во ТГУ, 1977. – 251 с.
4.Воробьев Г.А., Еханин С.Г., Несмелов Н.С. Физика диэлектриков (область сверхсильных электрических полей). Обзорная статья /Журнал «Известия вузов», Физика. – 2000. – № 8.
5.Рез И.С., Поплавко Ю.М. Диэлектрики, основные свойства и применение в электронике. – М.: Радио и связь, 1989. – 28 с.
6.Воробьев Г.А., Мухачев В.А. Пробой тонких диэлектрических пленок. – М.: Советское радио, 1977. – 69 с.
7.Борисова М.Э., Койков С.Н. Физика диэлектриков. – Л.: Изд-во Ленинградского университета. 1979.
8.Воробьев А.А., Воробьев Г.А. Электрический пробой и разрушение твердых диэлектриков. – М.: Высшая школа, 1966. – 224 с.
9.Вершинин Ю.Н. Электрический пробой твердых диэлектриков.– Новосибирск: Наука, Сибирское отделение, 1968. – 211 с.
10.Койков С.Н, Цыкин А.Н. Электрическое старение твердых диэлектриков. – Л.: Энергия, 1968. – 187с.
198
Часть II. Глава 9. Электрохимический пробой
11.Кучинский Г.С. Частичные разряды в высоковольтных конструкциях. – Л.: Энергия, Ленингр. отд., 1979. – 224 с.
12.Ястребов А.С. Электрические поля в диэлектриках, полупроводниках и структурах на их основе.– Томск: СПБ, ТПУ, 1997.– 111 с. /РЖЭ, 2001. – № 5.
13.Техника высоких напряжений /Под редакцией Л.И. Сиротинского.
ч.2. – М.; Л.: Госэнергоиздат, 1953. – 240 с.
14.Воробьев А.А., Завадовская Е.К. Электрическая прочность твердых диэлектриков. – М.: ГИТТЛ, 1956. – 312 с.
15.Поплавко Ю.М. Физика диэлектриков. – Киев: Изд-во КПИ, 1980. – 315 с.
16.Вершинин Ю.Н. Электронно-тепловые и детонационные процессы при электрическом пробое твердых диэлектриков. – Екатеринбург:
УрО РАН, 2000. – 258 с.
17.O’ Dwyer I.I. The theory of electric conduction and breakdown in solid dielektrics.– Oxford: Clarendon Press, 1973. – 317 p.
18.Уайтхед. Пробой твердых диэлектриков. – М.: Госэнергоиздат, 1960.
19.Блат Ф. Физика электронной проводимости в твердых телах. – М.:
Мир, 1971. – 470 с.
20.Электрические свойства полимеров /Под ред. Б.М. Сажина. – Л.: Химия, Ленинградское отд., 1986. – 224 с.
21.Беркс Д.Б., Шулман Д.Г. Прогресс в области диэлектриков. Т.2. – М.: Госэнергоиздат, 1963. – 230 с.
22.Хиппель А. Диэлектрики и волны. – М.: ИИЛ, 1960. – 439 с.
23.Фрелих Г. Теория диэлектриков. – М.: ИИЛ, 1960. – 251 с.
24.Александров А.П., Вальтер А.Ф., Вул Б.М., Гутин С.С. и др., Физика диэлектриков /Под ред. А.Ф. Вальтера. – М.; Л.: ГТТИ, 1932.
25.Вальтер А.Ф. Пробой твердых диэлектриков. – М.: ГОНТИ, 1938.
26.ГОСТ 21515-76. Материалы диэлектрические. Термины и определения.
27.Дмитревский В.С. Расчет и конструирование электрической изоляции. – М.: Энергоиздат, 1981. – 392 с.
28.Балыгин И.Е. Электрические свойства твердых диэлектриков. – Л.: Энергия, Ленинградское отд., 1974. – 189 с.
29.Чуенков В.А. Обзорная статья. /Успехи физических наук.– Т.54. – 1954. – № 2. – С. 185.
30.Зингерман А.С. Обзорная статья. /Успехи физических наук.– Т.96.
– 1952. – № 4. – С. 950.
31.Тареев Б.М. Физика диэлектрических материалов. – М.: Энергоиз-
дат, 1982. – 328 с.
199
Часть II. Глава 9. Электрохимический пробой
32.Богородицкий Н.П., Волокобинский Ю.Н., Воробьев А.А., Тареев Б.М. Теория диэлектриков. – М.; Л.: Энергия, 1965. – 344 с.
33.Александров Г.И., Иванов В.Л., Кизеветер В.Е. Электрическая прочность наружной высоковольтной изоляции. – Л.: Энергия, Ленинградское отд., 1969. – 239 с.
34.Кучинский Г.С. Частичные разряды в высоковольтных конструкциях. – Л.: Энергия, Ленинградское отд., 1979. – 224 с.
35.Койков С.Н., Цикин А.Н. Электрическое старение твердых диэлектриков. – Л.: Энергия, Ленинградское отд., 1968. – 186 с.
36.Ушаков В.Я. Изоляция установок высокого напряжения. – М.: Энергоатомиздат, 1994. – 495 с.
37.Дарнлей Д., Строунхэм А., Морган Д. Электрические явления в аморфных пленках окислов. – УФН. – 1974. – Т.112. – № 1. – С.83– 128.
38.Artbauer J. Koll. – Z. U. Z. Polymere, 1965. – Bd. 202. – Р. 15–25.
39.Stark K.H., Garton C.G. – London: Nature, 1965. – V. 176. – Р. 1225– 1226.
40.Лобанов А.М., Шпаковская Г.Б. и др. /ВМС, 1969. – Т.Б11. – С.755– 757.
41.Троян П.Е. Электрическая формовка тонкопленочных МДМструктур. – Томск: Изд-во ТУСУРа, 2003.
200