带热电子发射与壁材料功函数肖特基修正因子的鞘层碰撞模型
等离子体物理
2015-11-16 v1
摘要
本文提出一种模型，将 Godyak 的碰撞鞘层模型扩展到具有热电子发射的热电极（阳极或阴极）情形。该模型假设电极由难熔金属制成，因此电极侵蚀很小可忽略。在双温热力学等离子体建模框架下，该模型允许自洽计算鞘层电势降、壁材料功函数的肖特基修正因子、热电子电流密度，以及从等离子体到壁的带电粒子热流。该模型应用于氩气中钨阴极的阴极斑点。结果表明肖特基修正因子在建模高强度电弧中起关键作用。证明若在阴极表面温度 4785 K 且阴极电流密度足够小时，可在大气压氩等离子体中于阴极表面形成虚阴极。计算了由于带电粒子导致的流向热阴极的热流，以及由于热电子导致的流向等离子体的热流。该模型可退化为冷壁情形，其中热电子发射与壁侵蚀过程很小可忽略。该模型计算的鞘层电势降和热流可用作壁上电势以及电子和重粒子（离子和中性粒子）能量方程的边界条件。
引用
@article{arxiv.1511.04322,
title = {A Sheath Collision Model with Thermionic Electron Emission and the Schottky Correction Factor for Work Function of Wall Material},
author = {Leonid Pekker},
journal= {arXiv preprint arXiv:1511.04322},
year = {2015}
}
备注
27 pages, 12 figures. arXiv admin note: text overlap with arXiv:1501.00504