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Artefactos que Mejoran el Campo Eléctrico como Precursores para el Ruptura de Alto Voltaje en Vacío

Autores: Behling, Rolf

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2019

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Acceso abierto

Artículo científico
2019

Artefactos que Mejoran el Campo Eléctrico como Precursores para el Ruptura de Alto Voltaje en Vacío


Categoría

Gestión y administración

Subcategoría

Gestión del conocimiento

Palabras clave

Plasma
Descarga
Electrodos
Emisión de campo
Nanopartículas
Estructuras de carbono

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 27

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
La formación abrupta de plasma en un espacio de vacío aislante de alta tensión y la posterior descarga de los electrodos limita la fiabilidad de una clase de dispositivos electrónicos de vacío, como los tubos de rayos X. Se ha sugerido que la emisión de electrones por campo de electrodos cargados negativamente precedería e iniciaría dicha descarga. El calentamiento y la evaporación de material tras la emisión por campo causarían el desarrollo de plasma denso en períodos de nanosegundos. El plasma de alta presión se expandiría desde el cátodo, eventualmente uniendo el espacio. Sin embargo, la razón misma del desarrollo inicial impredecible de eventos de descarga tras largos períodos de operación fiable sigue siendo objeto de debate. La experiencia de procesos industriales sugiere que la contaminación por hidrocarburos degrada la estabilidad eléctrica de los espacios de alta tensión. Mientras que intentos anteriores se centraron en explicar la alta emisión por campo mediante estructuras 2D carbonáceas o efectos de resonancia superficial, este artículo discute si estructuras 3D pueden crecer lentamente, hasta su evaporación en cuestión de nanosegundos. Similar a la producción de nanotubos de carbono, estructuras salientes podrían estar compuestas de carbono y, además, nanopartículas metálicas, que aumentarían la producción de vapor durante su explosión. La hipótesis fue probada mediante inspección electrónica de barrido y espectroscopia de rayos X dispersivos de energía de dos cátodos de tubos de rayos X médicos, cubiertos con nanopartículas metálicas de semillas, que sirvieron como sistemas modelo. Un tercer cátodo más limpio fue inspeccionado para comparación. Aunque se cumplieron ciertas condiciones sugeridas de alimentación de carbono, temperatura elevada del sustrato y contaminación de nanopartículas en las superficies, las imágenes mostraron solo una señal muy débil de crecimiento de estructuras de carbono sospechosas. Por lo tanto, parece poco probable que las estructuras similares a los CNT sean una causa principal de la ruptura de alta tensión entre los electrodos de los tubos de rayos X.

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