Энергия электрона, эВ

Рис. 16. Относительные сечения ионизации электронным ударом [231].

кривая /). Затем после продолжительного (в течение 20 мин) прогрева шлака при Т = 1750 К снова была получена вольт-амперная характеристика (рис. 15, кривая 2) при прежней температуре 1650 К. Видно, что новая кривая оказалась смещенной вправо по оси U. Это смещение объясняется уменьшением количества эмитируемых шлаком положительных ионов вследствие прогрева, о чем свидетельствует уменьшение их тока. Такое смещение, обусловленное уменьшением степени компенсации объемного отрицательного заряда, согласуется с результатами, полученными в работе [202] при исследовании вольт-амперных характеристик термоэмиссионных преобразователей.

Эксперимент был продолжен следующим образом. На ту же подложку с оставшимся на ней шлаком наносился флюорит, после чего она была нагрета до температуры 1720 К, выбранной таким образом, чтобы полученный термоэлектронный ток насыщения имел то же значение, что и в предыдущем эксперименте (кривая 2 на рис. 15). Полученная в этом случае вольт-амперная кривая 3 оказалась смещенной вправо по оси V относительно кривой 2, несмотря на более высокую температуру и большую величину тока положительных ионов. Этот результат может быть объяснен тем, что при нанесении флюорита одновременно с термоэлектронами эмиттируются отрицательные ионы, которые усиливают действие объемного отрицательного заряда.

С течением времени после испарения флюорита вольтамперная кривая смещается влево к своему прежнему положению.

Анализ возможных причин, вызывающих появление максимума на вольт-амперной характеристике (см. рис. 9), с учетом полученных результатов при изучении кривых задержки показал, что происхождение его может быть следствием двух механизмов.

Первый механизм связан с ионизацией в межэлектродном промежутке атомов, испаряющихся из шлаков. Наибольшую вероятность ионизации при малом напряжении (и соответственно при малых энергиях термоэлектронов) имеют атомы щелочных элементов. Рис. 16 иллюстрирует зависимость сечений ионизации некоторых элементов электронным ударом от энергии электронов. Ход кривых, выражающих эту зависимость в области небольших энергий электронов, аналогичен ходу вольт-амперных характеристик тока отрицательных частиц, представленных на рис. 9 (кривая /). Поэтому можно предположить, что атомы калия и натрия, испаряющиеся из шлаков, ионизируются термоэлектронами в межэлектродном промежутке. При этом происходит усиление электронного тока в результате появления новых электронов вследствие ионизации и компенсация образующимися ионами объемного отрицательного заряда, создаваемого электронами у поверхности исследуемого образца.

Вторым механизмом, вызывающим появление максимума на вольт-амперной кривой электронного тока, может быть компенсация объемного заряда термоэлектронов при небольших значениях ускоряющего напряжения положительными термоионами щелочных элементов, эмиттируемыми из шлаков. При малых значениях напряжения, ускоряющего эмиттируемые из шлака электроны, электрическое поле, создаваемое источником питания, не препятствует выходу термоионов. В этом случае одновременно происходит эмиссия электронов и положительных ионов. Ионы могут удаляться от поверхности на расстояния, определяемые начальными энергиями ионов и напряженностью тормозящего электри-