Schätzung der Oberflächenblitzüberschlagsschwelle im Vakuum: vom Multiplikator zum Entladungsgas

Zusammenfassung Wir schlagen eine neuartige theoretische Formel vor, um die Oberflächenblitzüberschlagsschwelle im Vakuum anhand der intrinsischen Eigenschaften von dielektrischem Material sowie der dielektrisch-vakuumartigen Konfiguration zu schätzen. Die Methode basiert auf einem Modell über der Oberfläche, das als sekundäre Elektronemissionlawine (SEEA) bezeichnet wird, bei dem die Entwicklung des Blitzüberschlags in Multiplikatorentladung, Ausgasung und einer Ionisationslawine unterteilt werden kann, die schließlich zu einer Plasmaalentladung führt. Der Übergang vom SEE-dominierten Regime zur Entladungsgas wird als signifikant erachtet, wenn der Gasausbruch innerhalb einer nicht gleichmäßigen desorbierten Gaskwolke in der Nähe der dielektrischen Oberfläche stattfindet. Blitzüberschlag tritt auf, wenn eine spezifische Raumladungsverstärkung erreicht wird, die den kritischen Druck und die Durchbruchspannung ergibt. Die Darstellung vorhergehender Phasen umfasst die sekundäre Elektronemission von dielektrischen Materialien, Desorption und Diffusion von adsorbiertem Gas, Umgebungstemperatur, Elektrodenstruktur usw. Sowohl Partikel-in-Zelle-Simulationen als auch Experimentaldaten können die erhaltenen theoretischen Ergebnisse bestätigen.