автореферат диссертации по электронике, 05.27.02, диссертация на тему:Исследование взрывоэмиссионных процессов на жидкометаллических катодах

Введение

1 Методика подготовки и проведения экспериментов

1.1 Вакуумные условия

1.2 Подготовка ЖМК.

1.3 Электрическая схема экспериментов.

1.4 Выводы.

2 Особенности инициирования пробоя вакуумных промежутков с жидкометаллическим катодом

2.1 Введение.

2.2 Поверхность жидкого металла в сильном электрическом поле

2.3 Оригинальные результаты по исследованию

ЭГД неустойчивости.

2.3.1 Наблюдение динамики развития электрогидродинамической неустойчивости на поверхности жидкометаллического катода

2.3.2 Исследование конечной формы эмиссионного выступа

2.3.3 Исследование полного времени роста выступа.

2.4 Выводы.

3 Исследование удельной эрозии ЖМК

3.1 Введение.

3.2 Методика измерений удельной эрозии.

3.3 Результаты измерений удельной эрозии.

3.3.1 Удельная эрозия ЖМК капиллярного типа.

3.3.2 Удельная эрозия острийного катода.

3.3.3 Исследования эрозии иглы острийного ЖМК.

3.3.4 Модель эрозионных процессов на ЖМК острийного типа

3.4 Выводы.

4 Эмиссия капель жидкометаллическим катодом

4.1 Методика эксперимента.

4.1.1 Методы анализа осадка на подложках.

4.1.2 Методы исследований скоростного спектра капель.

4.2 Результаты.

4.2.1 Распределение капель по размерам.

4.2.2 Зависимость между скоростями капель и их размерами

4.3 Обсуждение результатов.

4.4 Выводы.

5 Исследование катодной плазмы

5.1 Введение.

5.2 Методика экспериментов

5.3 Результаты и их обсуждение.

5.3.1 Исследование концентрация плазмы.

5.3.2 Исследование скорости разлета плазмы.

5.3.3 Исследование "доли ионного тока".

5.3.4 Исследование зарядового состава ионов.

5.3.5 Измерение электронной температуры методом зондовых характеристик

5.4 Выводы.

6.2 Источники низкоэненгетических пучков.114

6.3 Источник импульсного электронного пучка на основе каскадного генератора импульсов высокого напряжения.119

6.3.1 Вывод электронного пучка в атмосферу.126

6.3.2 Источник рентгеновского излучения.129

6.4 Выводы.131

Заключение 132

Литература 135

Введение

Со времени открытия взрывной электронной эмиссии (ВЭЭ) прошло более четверти века [1]. К настоящему времени проделан огромный объем физических исследований ВЭЭ, результаты которых обобщены в ряде обзоров [2-4] и монографий [5-7]. Следует отметить, что наиболее полные и комплексные исследования в этом направлении проведены лишь с твердыми металлическими катодами. Между тем, значительный интерес как для физических исследований, так и для практического использования, представляют жидкометаллические взры-воэмиссионные катоды (ЖМК).

Особенность функционирования ЖМК состоит в том, что в исходном состоянии их поверхность, в отличие от поверхности твердотельных катодов, не имеет локальных участков в виде микроострий или инородных включений, обладающих повышенными эмиссионными свойствами. Поэтому сценарий инициирования взрывной электронной эмиссии на жидкометаллических катодах иной. При наложении внешнего электрического поля выше некоторого порогового, начиная с которого пондеромоторное давление электрического поля начинает превышать капиллярное давление, на поверхности жидкого металла (ЖМ) начинает развиваться электрогидродинамическая (ЭГД) неустойчивость. Жидкий металл деформируется с увеличением начальной кривизны, приводя вследствие более сильной зависимости электростатического давления от кривизны поверхности к еще большему дисбалансу давлений и дальнейшему росту и заострению выступа, вплоть до инициирования ВЭЭ. 1

Исследованию особенностей работы жидкометаллических взрывоэмиссион-ных катодов посвящено лишь небольшое количество работ, выполненных в 70-х годах прошлого столетия группами Фурсея [11-14] и Свенсона, [15]. Из результатов этих работ следует, что, по сравнению с твердыми металлическими взры-воэмиссионными катодами, динамическое формирование эмиссионного выступа

Отметим, что феномен данной неустойчивости известен достаточно давно - с 30-х годов прошлого столетия. Он фактически был предсказан Тонксом и Френкелем [8,9] для объяснения нестабильностей, возникающих при работе электродуговых устройств с ртутными катодами. Десятилетием позже Вармольцем [10] была экспериментально установлена основополагающая роль этой неустойчивости в инициировании электрического пробоя вакуумных промежутков с жидкими электродами. обуславливает ряд положительных отличительных свойств ЖМК: 1) устойчивое воспроизведение эмиссионного выступа на катоде от импульса к импульсу, отсутствие эффекта тренировки; 2) стабильное напряжение возбуждения ВЭЭ без использования специальных средств обострения переднего фронта импульса напряжения; 3) относительно низкое по сравнению с твердотельными ВЭК рабочее напряжение (пороговое для развития ЭГД неустойчивости напряжение, как правило, составляет 5 -Ь 15 кВ) 4) значительный ресурс работы без каких-либо необратимых изменений геометрии поверхности катода; 5) устойчивая работа при высокой частоте следования импульсов в чистых вакуумных условиях; 6) высокая стабильность формы и амплитуды тока.

Актуальность целенаправленных исследований взрывоэмиссионных процессов на ЖМК определяется как интересом к физике функционирования таких катодов, так и возможностью их практического использования. С физической точки зрения, возможность устойчивого воспроизводства от импульса к импульсу единичного эмиссионного выступа с идеальной формой и чистой поверхностью в условиях сверхвысокого вакуума делают ЖМК незаменимым модельным объектом для всестороннего исследования взрывоэмиссионых процессов с более высокой точностью, чем это возможно при использовании твердотельных катодов. Как будет показано ниже, проведенные исследования позволили как получить впервые, так и уточнить ряд закономерностей и характеристик взрывоэмиссионных процессов. К ним можно отнести закономерности эрозии катодов (включая ионную и капельную фракции), эмиссии капель, генерации плазмы, ее эмиссионные свойства.

Особое значение с физической точки зрения может иметь постоянное присутствие жидкой фазы на поверхности катода. В настоящее время не вызывает сомнения тот факт, что в случае твердотельных катодов жидкая фаза, образующая в процессе развития ВЭЦ, играет определяющую роль в самоподдержании взрывоэмиссионных процессов. Выброс жидкого металла с формированием микрократера и микровыступов на его бруствере, перемещение зоны наиболее интенсивной эмиссии со дна кратера на бруствер определяют циклическую природу ВЭЭ. Очевидно, что поведение ЖМ в таких экстремальных условиях (сильные электрические поля, экстремально высокие давления, плотности тока и плазмы) удобнее изучать в условиях постоянного присутствия ЖМ фазы. При этом появляется возможность целенаправленного контролируемого изучения развития ЭГД неустойчивости в сильных импульсных электрических полях. Появляется также возможность целенаправленного изучения влияния толщины жидкой пленки на твердотельной подложке на характер и особенности развития взрывоэмиссионных процессов.

Следует отметить, что установленные экспериментально закономерности ВЭЭ ЖМК имеют важное значение и с практической точки зрения. Действительно, без знания характерных времен развития ЭГД неусточивости, удельной эрозии катодов, особенностей их конструктивного исполнения невозможно решать практические задачи использования ЖМК. Благодаря проведенным исследованиям, стала очевидной возможность использования ЖМК для создания электронных и рентгеновских трубок с ресурсом, существенно превышающим ресурс трубок с твердотельными катодами. Кроме того, использование ЖМК позволяет расширить параметры взрывоэмиссионных источников электронов в область меньших рабочих напряжений, создавать многоэмитгерные источники с равномерным распределением тока между эмиттерами. Оказалось также, что с использованием ЖМК можно создавать оригинальные импульсные источники электронов, в которых вакуумный диод и ГИН функционально дополняют ДРУГ друга.

В диссертации исследованы ЖМК двух основных типов - капиллярного и острийного. Катод капиллярного типа представляют собой металлическую трубку заполненную рабочей жидкостью и моделирует функционирование ВЭЦ на "глубокой" жидкости. Острийный катод представляет собой смоченную рабочей жидкостью иглу (W) и является моделью пленочного катода.

Основные задачи настоящей диссертации следующие:

1) Исследование пространственных масштабов, формы, динамики, времени формирования эмиссионного выступа на поверхности ЖМК в сильном электрическом поле, а также поиск путей оптимизации и уменьшения разброса времени формирования выступа от импульса к импульсу при большой частоте повторения импульсов.

2) Всестороннее исследование эрозии ЖМК, включая сравнительное исследование удельной эрозии ЖМК капиллярного и острийного типов, исследование эрозии материала иглы острийного ЖМК, вклада капельной и ионной фаз в эрозию, а также поиск путей минимизации эрозии.

3) Исследование закономерностей эмиссии капель ЖМК, включая распределения эмитированных капель по размерам, скоростям, сопоставление полученных данных с закономерностями генерации капель твердыми металлическими взрывоэмиссионными катодами.

4) Исследование параметров формируемой взрывоэмиссионной катодной плазмы, включая электронную и ионную концентрации, электронную температуру, зарядовый состав, скорость разлета плазмы.

5) Разработка и создание на основе ЖМК устройств генерации импульсных электронных пучков.

По структуре диссертация представляет собой пять глав и приложение.

В первой главе описаны конструкции и методы подготовки ЖМК, принципы электропитания и условия проведения описанных в диссертации экспериментов.

Вторая глава посвящена исследованию электрогидродинамических явлений на ЖМК, предшествующих ВЭЭ. Долгое время эти вопросы представляли самостоятельный интерес, и к настоящему времени достаточно подробно изучены как теоретически, так и экспериментально. Тем не менее, кроме краткого обзора работ по этим вопросам в данной главе представлен и ряд оригинальных результатов, имеющих непосредственное отношение к работе исследованных в диссертации типов ЖМК.

В главах с третьей по пятую представлены и обсуждены результаты исследований ВЭЭ ЖМК в направлениях, традиционно сложившихся при исследовании ВЭЭ твердых металлических острий. Третья глава посвящена исследованию удельной эрозии ЖМК. Акцент в этой главе сделан на исследовании удельной эрозии ЖМК острийного типа и эрозии материала иглы ЖМК. Предложены эмпирическая модель эрозии материала иглы, путь минимизации общей эрозии катода.

В четвертой главе рассмотрены закономерности эмиссии капель. Кроме распределений капель по размерам и доли капельной фракции в удельной эрозии катода, в этой главе описаны и обсуждены результаты экспериментальных исследований скоростного спектра капель, выполненных с использованием оригинальной методики сепарации капель по скоростям.

Пятая глава посвящена исследованию параметров катодной плазмы нестационарного (100 не) вакуумного разряда с ЖМК. С использованием методики измерения тока заряженных частиц плазмы в цепи удаленного от разрядного промежутка коллектора (плазменного зонда) исследованы доля ионного тока по отношению к току разряда, концентрация и скорость разлета катодной плазмы. Оценены значения электронной температуры плазмы таких разрядов с использованием зондового метода. С использованием оригинального времяпролетного масс-спектрометра исследован зарядовый состав плазмы.

В приложении обсуждаются вопросы создания на основе ЖМК источников импульсных электронных пучков и рентгеновского излучения. Описаны предложенные электронные и рентгеновские отпаянные трубки с одиночными ЖМК, электрическая схема формирования импульсов напряжения до 50 кВ для питания одиночных ЖМК в частотном режиме, принцип её мультиплицирования для создания многоэмиттерных ЖМК большой площади, а также оригинальный электронный источник с ЖМК на основе каскадного генератора с более высоким ускоряющим напряжением (70-120 кВ).

Научная новизна работы состоит в том, что:

1) В более широком диапазоне размеров ЖМК подтверждена эмпирическая зависимость объема формирующегося ЖМ выступа от перенапряжения на вакуумном промежутке, установленная ранее с участием автора. Экспериментально установлен эффект сокращения времени формирования ЖМ выступа и увеличения его стабильности при подаче на промежуток постоянного напряжения ниже порогового напряжения развития ЭГД неустойчивости.

2) Установлено влияние типа ЖМК и параметров разряда на величину удельной эрозии, включая ее ионную и капельную составляющие. Показано, что эрозия материала пленочного ЖМК заключена как в эрозии жидкости, так и в эрозии материала иглы, и составляет величину, в несколько раз меньшую по сравнению как с эрозией массивных жидкометаллических катодов, так и массивных твердотельных катодов, выполненных из материала иглы.

3) Получено эмпирическое соотношение между наибольшими скоростями капель и их размерами в диапазоне скоростей капель 103-105 см/с. На основании этого соотношения сделаны выводы о природе и величине развиваемых во взры-воэмиссионном центре давлений, а также о наличии механизма дополнительного ускорении капель потоком ионов катодной плазмы.

4) Установлено влияние типа ЖМК и параметров разряда на параметры катодной плазмы.

5) На основе ЖМК предложены и разработаны оригинальные источники импульсных электронных пучков с энергией электронов 5-120 кэВ, током 51000 А, длительностью импульса 20-500 не, частотой повторения импульсов до нескольких килогерц и ресурсом работы не менее 108 включений.

Научная и практическая ценность работы заключается в том, что:

- научные положения и выводы, сделанные на основании проведенных исследований, вносят вклад в понимание основных физических процессов при ВЭЭ и вакуумных разрядах как с жидкими, так и с твердыми металлическими катодами;

- результаты диссертационной работы могут быть использованы при разработке источников импульсных электронных пучков, в т.ч. отпаянных приборов, с большой частотой следования импульсов и большим ресурсом.

На защиту автором выносятся следующие научные положения:

1) Экспериментально установлен эффект сокращения времени формирования апериодической неустойчивости на поверхности ЖМК и увеличения стабильности этого времени при подаче на промежуток постоянного напряжения ниже порогового напряжения развития ЭГД неустойчивости.

2) Ионная эрозия острийного ЖМК, представляющего собой тонкую пленку ЖМ на тугоплавкой подложке, составляет величину, в несколько раз меньшую по сравнению с ионной эрозией массивных катодов, выполненных как из материала пленки, так и подложки. Такое уменьшение ионной эрозии происходит как за счет уменьшения доли ионного тока, так и за счет повышения среднего заряда ионов катодной плазмы.

3) Экспериментально установлена зависимость между размерами эмитированных ЖМК микрокапель и их максимальными скоростями в диапазоне скоростей 103 -г 105 см/с, не только подтверждающая механизм эмиссии капель под действием развиваемых в эмиссионной зоне давлений, но также указывающая на существование механизмов доускорения капель размерами менее 0.5 мкм уже после их эмиссии с катода; наиболее вероятным механизмом доускорения является передача импульса направленного потока ионов катодной плазмы микрокапле.

4) Получены эмпирические соотношения, описывающие зависимость направленной компоненты скорости ионов катодной плазмы в высоковольтной стадии разряда в вакуумном диоде с ЖМК от параметров разряда и разрядного контура. Установлено, что скорость нарастания тока разряда является универсальным параметром, определяющим скорость ионов.

Основные результаты диссертации опубликованы в 18-ти печатных работах, из которых 8 статей в научных реферируемых журналах [39-41,44,67,68,106, 108], 9 докладов в сборниках трудов научных международных конференций и симпозиумов [38,42,43,65,66,76,77,105,107], 1 патент РФ [111].

Личный вклад автора состоит в постановке задач, выборе и разработке методик, проведении исследований и анализе их результатов. Работы проводилсь совместно с соавторами, фамилии которых указаны в опубликованных по теме диссертации работах.

Автор глубоко признателен д.ф.-м.н. профессору Д.И. Проскуровскому, под научным руководством которого была выполнена данная работа, своему старшему коллеге с.н.с., к.ф-м.н. А.В. Батракову за всестороннее содействие работе, коллективу Лаборатории вакуумной электроники ИСЭ СО РАН за неизменную поддержку и интерес к работе, д.т.н. Г.Ю. Юшкову за полезные дискуссии и замечания.

Заключение

1. С.П. Бугаев, Е.А. Литвинов, Г.А. Месяц, Д.И. Проскуровский. Взрывная эмиссия электронов.- УФЫ, 1975, т. 115, вып. 1, стр. 101-120.

2. Е.А. Литвинов, Г.А. Месяц, Д.И. Проскуровский. Автоэмиссионные и взрывные процессы при вакуумных разрядах.- УФН, 1983, т. 139, вып. 2, стр. 265-302.

3. Г.А. Месяц. Эктон-лавина электронов из металла.- УФН, 1995, т. 169, вып. 6, стр. 601-626.

4. Г.А.Месяц, Д.И.Проскуровский "Импульсный электрический разряд в вакууме", Новосибирск: Наука, 1984.

5. Г.А. Месяц, "Эктоны. Часть 1. Взрывная эмиссия электронов", Екатеринбург: Наука, 1993.

6. Г.А. Месяц, "Эктоны в вакуумном разряде: пробой, искра, дуга", М: Наука, 2000.

7. Lewi Tonks. A Theory of Liquid Surface Rupture By a Uniform Electric Field, Phys. Rev., 1935, v. 48, pp. 562-568.

8. Я.И. Френкель. Дополнение к теории неустойчивости жидкой поверхности в электрическом поле в вакууме, ЖТФ, 1936, т. 9, стр. 347-351.

9. N. Warmoltz, The time lag in starting a low pressure arc on a mercury or gallium cathode in connection with field emission and surface deformation, Philips Res. Rep., 1947, v. 2, p. 426-441.

10. JI.И. Праневичюс, И.Ю. Барташюс, В.И. Илгунас, Жидкий металлический катод в исследованиях электрического пробоя в высоком вакууме, Известия вузов. Физика, 1969, № 4, стр. 44-49.

11. И.Ю. Барташюс, Л.И. Праневичюс, Г.Н. Фурсей, Исследование взрывной электронной эмиссии жидкого галлиевого катода, ЖТФ, 1971, т. 41, вып. 9, стр. 1943-1948.

12. С.М. Лупехин, Г.Н. Фурсей, М.А. Поляков, Л.А. Широчин, В.М. Жуков, Эффект инерционного возбуждения микровыступов на поверхности жидкого металла при взрывной эмиссии, Письма в ЖТФ, 1983, т. 9, в. 17, стр. 1078-1080.

13. Г.Н. Фурсей, В.М. Жуков, Эмиссионные характеристики взрывного галлиевого катода, ЖТФ, 1974, т. 44, в. 6, стр. 1280-1286.

14. L.M. Swanson, G.A. Schwind, Electron Emission from a Liquid Metal, J. Appl. Phys., 1978, Vol. 49, No.ll, pp. 5655-5662.

15. Елинсон М.И., Васильев Г.Ф. "Автоэлектронная эмиссия".- М.,ГИФМЛ., 1958.

16. Г.А. Месяц, "Генерирование мощных наносекундных импульсов", М.: Сов. радио, 1974.

17. А.В. Батраков, Д.И. Проскуровский, "Устройство электропитания источника электронов с жидкометаллическим взрывоэмиссионным катодом", Полезная Модель № 1393, Бюл. "Полезные модели и промышленные образцы", 1995, № 12, с. 39.

18. Г.А.Месяц. "Наносекеундные рентгеновские импульсы" ЖТФ, т.44, N7, 1974, с.1521

19. G.I.Taylor, Desintegration of water drops in an electric field, Proc.Roy.Soc.(London) A, 1964, vol. 280, pp. 383-397.

20. G. Reinhold, Untersuchung des zundeffektes an ignitron-zundstiften, Wissenschaftliche Zeitschrift der Technichen Hochschule Dresden, 4 (1954/55) Heft 5, c.861-871.

21. В.Г. Дудников, А.Л. Шабалин. Электрогидродинамические источники ионов. Препринт 87-63, институт ядерной физики СО РАН, Новосибирск, 1987.

22. В.Г. Дудников, A.JI. Шабалин, Особенности переходных процессов при электрогидродинамической эмиссии ионов, ЖТФ, 1987, т. 57, вып. 1, стр. 185-187.

23. S.P.Thompson and P.D.Prewett. The dinamic of liquid metal ion sources-J.Phys.D:Appl.Phys, v.17, No.ll, 1984(Nov),pp.2305-2321.

24. Gomer R. On the mechanism of liquid metal electron and ion sources. Appl.Phys.,1979, vol.19, No.4, pp.365-376.

25. C.Zheng, T.Linsu. Dynamical characteristics of liquid ion sources, J.Vac.Sci. Technol.B., vol.7, No. 6, 1989.

26. Benassyayag G., Subraud P.,Joffrey B. "In situ high voltage ТЕМ observation of electrohydrodynamic (EHD) ion source." Ultramicroscopy, 1985, v. 16, pp. 1-8

27. W. Driesel, Ch. Dietzsch, H. Niedrig, et. al., HV ТЕМ in situ investigations of the tip shape of a gallium liquid-metal ion/electron emitter, Ultramicroscopy, 1995, v. 57, pp. 45-58.

28. Габович М.Д. Жидкометаллические эмиттеры ионов. УФН, т.140, вып.1, 1983, стр.137-151.

29. В.В. Владимиров, П.М. Головинский. Плазменно-капиллярные волны на поверхности жидкого металла, ЖТФ, 1983, т. 53, вып. 1, стр. 128-133.

30. В.В. Владимиров, П.М. Головинский, Г.А. Месяц. Возбуждение капиллярных волн на поверхности жидкого катода, граничащего с ионным Ленг-мюровским слоем, ЖТФ, 1987, т. 57, вып. 8, стр. 1588-1597.

31. К. Hata, М. Kumamura, Т. Saito, A. Ohshita. A FEM study of liquid lithium on a <011> oriented tungsten tip. Applied Surf. Sci. 87/88 (1995), pp. 117121.

32. Суворов В. Г. Электрогидродинамическая и тепловая неустойчивость жидкой проводящей поверхности в сильном электрическом поле. Дисс. . канд. физ.-мат. наук., 2001, Томск.

33. JI.M. Баскин, "Динамика полевых эмиссионных процессов в статических и СВЧ полях", Дисс. . док. физ.-мат. наук., 1984, Томск.

34. Н. Gonzalez, G. Neron de Surgy, and J.-P. Chabrerie. Influence of bounded geometry on electrocapillary instability, Phys. Rev. B, 1994, v. 50,

35. L.M. Baskin. Development of aperiodic instability of liquid metal surface perturbed by thermal fluctuations, IEEE Trans, on Electr. Insul., 1989, v. 23, No. 6, pp. 929-931.

36. A.V. Batrakov, L.M. Baskin, S.A. Popov, and D.I. Proskurovsky, "Electrohydrodynamic Phenomena on Explosive-emission Liqud-Metal Cathode", in Proc. XVI ISDEIV, Moscow St .-Petersburg, Russia, 1994, pp. 2-5.

37. A.V. Batrakov, L.M. Baskin, S.A. Popov, and D.I. Proskurovsky, "Electrohydrodynamic Phenomena on Explosive-emission Liquid-metal Cathode", IEEE Trans, on Dielectrics and Electr. Insul., 1995, Vol. 2, No. 2, pp. 231-236.

38. A.B. Батраков, С.А. Попов, Д.И. Проскуровский, "Наблюдение динамики развития электрогидродинамической неустойчивости на поверхности жидкометаллического катода", Письма в ЖТФ, 1993, т. 19, вып. 19, стр. 66-70.

39. А.В. Батраков, С.А. Попов, Д.И. Проскуровский, "Исследование инерционности жидкометаллического катода", Письма в ЖТФ, 1993, т. 19, вып. 19, стр. 71-74.

40. A.V. Batrakov, S.A. Popov, and D.I. Proskurovsky, "Breakdown of a Vacuum Gap with a Liquid-Metal Cathode", Proc. 12th Int. Symp. on High Current Electronics, Tomsk, Russia, 2000, pp. 23-27.

41. A.V. Batrakov, S.A. Popov, and D.I. Proskurovsky, "Investigation into the erosion of explosive-emission liquid-metal cathodes", Proc. XVII ISDEIV, Berkeley, USA, 1996, pp. 752-756.

42. A.V. Batrakov S.A. Popov, and D.I. Proskurovsky, "Investigation into the Erosion of Explosive-emission Liquid-metal cathodes", IEEE Trans. Trans, on Plasma Sci., 1997, Vol. 25, No. 4, pp. 538-542.

43. Daalder J.E. Components of cathode erosion in vacuum arcs. -J.Phys.D, Appl.Phys., v.9, No.11, 1976, pp.2379-2395.

44. Daalder J.E. Cathode spot and vacuum arcs. Physica 104C, 1981, pp.91-106.

45. D.T.Tuma, C.L.Chen, and D.K. Davies. "Erosion products from the cathode spot region of a copper vacuum arc", J.Appl.Phys., Vol. 49, 1978, pp. 3821— 3831.

46. Дружинина H.H., Клярфельд Б.Н., Неретина H.A. Разрушение металлов в катодном пятне дуги в вакууме. ЖТФ, т.39, вып.6, 1969.

47. S. Anders, A. Anders, К.М. Yu, X.Y. Yao, and I.G. Brown. On the macroparticle flux from vacuum arc cathode spots. IEEE Trans on Plasma Sci., Vol.21, No. 5, Oct. 1993, pp. 440-446.

48. Кесаев И.Г., "Катодные процессы ртутной дуги и вопросы ее устойчивости", M-J1: Госэнергоиздат., 1961.

49. Удрис Я.Я. О разрушении материалов катодным пятном дуги. Радиотехника и электроника, N.6,1963, с. 1057-1065.

50. Gizela Eckhardt. Efflux of atoms from cathode spots of low-pressure mercury arc. J.Appl.Phys., Vol.42, No.13, Dec 1971, pp. 5757-5760.

51. Баженов Г.П., Литвинов Е.А., Месяц Г.А., Проскуровский Д.И., Шубин А.Ф., Янкелевич Е.Б. Поступление металла в катодный факел при взрывной эмиссии из металлических острий. II. Многократные включения тока. ЖТФ, т.43, N.6, 1973, с.1262-1268.

52. Кесаев И.Г. "Катодные процессы электрической дуги", М. Наука, 1968.

53. G. Disatnik, R.L. Boxman, and S. Goldsmith, Characteristics of vacroparticle emission from a high-current-density multi-cathode spot vacuum arc, IEEE Trans on Plasma Sci, Vol. PS-15, No. 5, Oct. 1987, pp.520-523.

54. T.Utsumi and J.H.English. Study of electrode products emitted by vacuum arcs in form of molten metal particles. J.Appl.Phys, v.46, No.l, 1975, p. 126.

55. Shalev S., Boxman R.L., and Goldsmith S. Velocities and emission rates of cathode-produced molybdenum macroparticles in a vacuum arc // J.Appl.Phys. 1985. - V. 58. - № 7. - P. 2503 - 2507.

56. Проскуровский Д.И.,Янкелевич Е.Б. О капельной фракции эрозии катода при взрывной электронной эмиссии, Радиотехника и электроника. - 1979. - Т. 24. - № 1. - С. 132 - 137.

57. McClure G.W. Plasma expansion as a cause of metal displacement in vacuum-arc cathode spots. //J. Appl. Phys. 1974 - V. 45. - № 5. - P. 2078 - 2084.

58. А.Г.Головейко. Кинетика выброса жидкой фазы вещества электродов при электрическом разряде,- Изв. ВУЗов. Энергетика. №6, 1966, с.83-88.

59. T.Schulke and A.Anders. Velocity distribution of carbon macroparticles generated by pulsed vacuum arcs, Plasma Sources Sci Technol. 8 (1999) 567-571.

60. B. Gellert and E. Schade. "Optical investigation of droplet emission in vacuum interrupters to improve contact materials", Proc. XlVth ISDEIV, Santa Fe, 1990, pp. 450-454.

61. G.A.Farrall, F.G.Hudda, and J.G.Toney, "The time resolved characterization of erosion products from high-current, copper vacuum arcs", Proc. X-th ISDEIV, pp. 155-160.

62. S.A. Popov, D.I. Proskurovsky, and A.V. Batrakov, "Investigation of the velocity distribution of the droplets emitted by liquid-metal explosive-emission cathodes", Proc. XVIII ISDEIV, Eindhoven, The Netherlands, 1998, pp. 116119.

63. S.A. Popov, D.I. Proskurovsky, and A.V. Batrakov, "On the Mechanism of Microdrop Acceleration at Explosive Electron Emission", Proc. 12th Int. Symp. on High Current Electronics, Tomsk, Russia, 2000, pp. 81-85.

64. C.A. Попов, Д.И. Проскуровский, А.В. Батраков, "Закономерности генерации капель жидкометаллическим взрывоэмиссионным катодом", Известия вузов. Физика, 1999, № 3, с. 105-109.

65. S. A. Popov, D. I. Proskurovsky, and А. V. Batrakov, "Investigation of the Erosion Drop Fraction for Liquid-Metal Explosive-Emission Cathodes", IEEE Trans, on Plasma Sci., 1999, Vol. 27, No. 4, pp. 851-857.

66. A. Kozyrev and A. Shishkov, Evolution of macroparticle temperature in nonequilibrium vacuum arc plasma, in Proc. 20th ISDEIV, Tours, France, July 1-5, 2002, pp. 103-106.

67. TO. M. П. Луковникова, Динамика процессов ускорения и испарения микрокапель в прикатодной области вакуумной дуги, в трудах ФНТП, Петрозаводск, 2001, т. 1, стр. 178-180.

68. Е.А. Литвинов, Г.А. Месяц, А.Г. Парфёнов. О природе взрывной электронной эмиссии.-ДАН СССР, 1983, Т. 269, №2, с. 343-345.

69. Boxman R.L., and Goldsmith S. The interaction between plasma and pacroparticles in a multi-cathode-spot vacuum arc.// J.Appl.Phys. 1981. - V. 52. - № 1. - P. 151-161.

70. V.A.Ivanov, B.Juttner, and H.Purch, "Time resolved measurements of the parameters of arc cathode plasmas in vacuum", in Proc. Xl-th. ISDEIV, Berlin, GDR, 1984, pp. 157-160.

71. E. Hantzsche, B. Juttner, V.F. Puchkarov, W. Rohrbeck and H. Wolf. Eroion of metal cathodes by arcs and breakdowns in vacuum. J.Phys.D.: Appl.Phys., Vol.9, 1976, pp.1771-1781.

72. C.W.Kimblin "Erosion and ionization in the cathode spot regions of vacuum arcs", J.Appl.Phys., Vol. 44, No. 7 (1973), p. 3074-3081.

73. S.A. Popov, D.I. Proskurovsky, and A.V. Batrakov, "Investigation of the characteristics of the explosive-emission plasma of a liquid Ga cathode", Proc. XIX ISDEIV, Xi'an, China, 2000, pp. 81-84.

74. S.A. Popov, D.I. Proskurovsky, and A.V. Batrakov, "Investigation of the Plasma Flows from the Explosive-Emission Liquid Gallium Cathodes", Proc. 12th Int. Symp. on High Current Electronics, Tomsk, Russia, 2000, pp. 77-80.

75. Z.Zalucki and J.Kutzner "Ion currents in the vacuum arc", in Proc. VH-th ISDEIV, Novosibirsk (USSR), Aug. 1976, p. 297-302.

76. W.M. de Cock and J.E.Daalder "Ion velocities and the correlation bertween HF fluctuations of the arc voltage and the ion current in vacuum arcs", in Proc. VH-th ISDEIV, Novosibirsk (USSR), Aug. 1976, p. 288-292.

77. H.C.Miller "Measurements on particle fluxes from dc vacuum arcs subjected to artificial current zeroes", J.Appl.Phys., Vol. 43, No. 5 (1972), p. 2175-2181.

78. R.P.P.Smeets "Transient electron shield current in vacuum arcs", J.Phys.D: Appl.Phys. 19 (1986), p.2401-2413.

79. Козлов О. В. "Электрический зонд в плазме". М., Атомиздат, 1969.

80. W.D.Davis and H.C.Miller. "Analysis of the products emitted by dc arcs in a vacuum ambient", J.Appl.Phys., Vol. 40, No. 5 (1969), p. 2212-2221.

81. A.C. Бугаев, В.И. Гушенец, А.Г. Николаев, Е.М. Оке, Г.Ю. Юшков. Исследование направленных скоростей ионов в вакуумном дуговом разряде эмиссионными методами, ЖТФ, 2000, т. ТО, вып. 9, стр.37-43.

82. Месяц Г.А., Ротштейн В.П., Фурсей Г.Н., Карцев Г.К. Определение скорости разлета плазмы, образованной электрическим взрывом микроострия под действием автоэлектронного тока большой плотности.- ЖТФ, 1970, т. 40, с. 1551-1553.

83. N.I. Astrakhantsev, V.I. Krasov, and V.L. Paperny, "Ion acceleration in a pulse vacuum discharge", J. Phys. D: Appl. Phys., 28 (1995), pp. 2514 2518.

84. S.P. Gorbunov, V.I. Krasov, and V.L. Paperny, "The acceleration of a cathode-jet plasma in a pulse vacuum discharge", J. Phys. D: Appl. Phys., 30 (1997), pp. 1922 1927.

85. А.А. Плютто, В.Н.Рыжков, А.Т. Капин. "Высокоскоростные потоки плазмы вакуумных дуг", ЖЭТФ, т.47, вып. 8, 1964, стр. 494-507.

86. Литвинов Е.А. "Кинетика катодного факела при взрывной эмиссии электронов", в кн.: Мощные наносекундные импульсные источники ускоренн-ных электронов. Новосибирск: Наука, 1974, с. 23-24.

87. И.А. Кринберг, М.П. Луковникова, В.Л. Паперный. "Стационарное расширение токонесущей плазмы в вакуум", ЖЭТФ, т. 97, вып. 3, 1990, стр. 806-820.

88. Литвинов Е.А., Месяц Г.А."0 вольт-амперной характеристике диода с острийным катодом в режиме взрывной эмиссии электроно" , Изв. ВУЗов. Физика, 1972,№8, с. 158-160.

89. А.Н. Пустовит, В.И. Жила, Г.Г. Сихарулидзе,"Масс-спектральная диагностика плазмы, образованной при взрыве катодных острий", ЖТФ, т. 56, вып. 4, 1986, стр. 813-815.

90. J.Kutzner and H.C.Miller. Ion Flux from the cathode region of a vacuum arc. IEEE Trans, on Plasma Sci., Vol. 17, No.5, 1989, pp.688-694.

91. A. Anders, "Ion charge atate distributions of vacuum arc plasmas: The origin of species", Phys.Rev.E, Vol. 55, No. 1, 1997, pp. 969-981.

92. A. Anders and T. Schulke, "Predicting ion charge state distributions of vacuum arc plasmas", Proc. XVII-th ISDEIV, Berkeley, 1996, pp. 199-203.

93. A.S. Bugaev, E.M.Oks, G,Yu.Yushkov, A.Anders, and I.G. Brown. Enhanced ion charge states in vacuum arc plasmas using a "current spike" method, Rev.Sci.Instrum.Vol. 71, No.2, pp.701-703, (2000).

94. E.N. Abdullin, G.P. Bazhenov, "Influence of current rise velocity on the mass-charge state distribution of vacuum arc plasma", in Proc. XVIII-th ISDEIV,Eindhoven, the Netherlands, Aug 17-21,1998, pp.207-210.

95. Д.И.Проскуровский, В.Ф.Пучкарев "Реакция вакуумного дугового разряда на скачок тока", ЖТФ, 1981, т.51, №11.

96. Г.А. Месяц, "Эктоны". Часть 3, Екатеринбург: Наука, 1993.

97. С.П. Бугаев, Ю.Е. Крейндель, П.М. Щанин, Электронные пучки большого сечения.// М. Энергоатомиздат, 1984, 112 с.

98. G.K. Loda and D.A. Meskan, Repetitively Pulsed Electron Beam Generator.// Proc. Intern. Topical Conf. on Electron Beam Research and Technology (Nov 3-6, 1975), 1976, v. II, p. 252-273.

99. Б.В. Артемьев, B.M. Барабанов, В.Д. Корнеев, А.П. Мусатов, Ю.Д. Степанов, Мощные источники рентгеновского излучения с большой площадью излучающей поверхности.// Электронная промышленность, 1991, №5, стр. 95-96.

100. Е.П. Большаков, O.JI. Комаров, А.В. Лазаренко, О.П. Печерский, Е.С. Чебуков, В.И. Энгелько, Микросекундный ускоритель электронов для поверхностной обработки материалов.// ПТЭ, 1988, №6, стр. 18-20.

101. Ф.Я. Загулов, С.Д. Коровин, О.П. Кутенков, В.Ф. Ландль, Импульсный холодный катод.// А.с. №1579321, Бюл. изобр., 1990, № 26, 1990, стр. 261.

102. A.V. Batrakov, S.A. Popov, and D.I. Proskurovsky, "Sources of pulsed low-energy electron beams and soft X-rays based on liquid-metal explosive-emission cathodes", Proc. XVII ISDEIV, Berkeley, USA, 1996, pp. 579-583.

103. А.В. Батраков, С.А. Попов, Д.И. Проскуровский, "Источники импульсных низкоэнергетических электронных пучков на основе взрывоэмиссионных жидкометаллических катодов", ПТЭ, 1996, №2, стр. 104-108.

104. A.V. Batrakov, S.A. Popov, D.I. Proskurovsky, "A simple high-repetition-rate pulsed electron-beam source", Proc. 11th IEEE Int. Pulsed Power Conf., Baltimore, USA, 1997, pp. 1329-1334.

105. A.V. Batrakov S.A. Popov, and D.I. Proskurovsky, "Source of Pulsed Low-energy Electron Beams and Soft X-rays Based on Liquid-metal Explosive-emission cathodes", IEEE Trans, on Plasma Sci., 1997, Vol. 25, No. 4, pp. 714-717.

106. E.A. Пеликс, Jl.Я. Морговский, Наносекундная импульсная рентгеновская аппаратура, /в Сб. Сильноточные импульсные электронные пучки в технологии. Под ред. чл.-кор. АН СССР Г.А. Месяца.// Н-ск. Наука, 1983, стр. 115-125.

107. Н.А. Дронь, Рентгеновские импульсные трубки, /в Сб. Сильноточные импульсные электронные пучки в технологии. Под ред. чл.-кор. АН СССР Г.А. Месяца.// Н-ск. Наука, 1983, стр. 129-135.

108. А.В. Батраков, С.А. Попов, Д.И. Проскуровский, "Устройство для генерации импульсного электронного пучка", Патент РФ N2 2120706, 1998, БИ J0 29.

109. А.А. Pliitto, K.V. Suladze, E.D. Korop, et. al., On vacuum breakdown mechanism at the stage of cathode side plasma formation.- Proc. V ISDEIV, Poznan, Poland, 1972, p. 145-149.

110. Г.П. Баженов, О.Б. Ладыженский, E.A. Литвинов, С.М. Чесноков. К вопросу о формировании границы плазмы катодного факела при взрывной эмиссии электронов.- ЖТФ, Т. 47, Вып. 10, 1977, с. 2086-2091.

111. Кошкин Н.И., Ширкевич М.Г. "Справочник по физике" М.: Наука, 1972.