133
Электроном называется материальная частица, обладающая отрица-
тельным зарядом.
Ионом называется атом или молекула, потерявшая один или несколько
электронов. Такие ионы относятся к положительным. Если же материаль-
ная частица присоединяет к себе электрон, то такие ионы относятся к
группе отрицательных. Положительные ионы могут образовываться из
атомов
всех элементов, отрицательные – не из всех.
Процесс, при котором в
газе образуются ионы, называется
ионизацией.
Эмиссию электронов с катода и ионизацию в дуговом промежутке
вызывает ряд фактров. Так, выделение электронов с поверхности катода
(электрода) достигается за счет термоэлектронной эмиссии в результате
удара тяжёлых ионов по катоду.
Термоэлектронная эмиссия заключается в
способности раскаленной
поверхности электрода (катода) испускать электроны. Для плавящихся
электродов такая эмиссия не играет основной роли для ионизации меж-
электродного промежутка вследствие низкой температуры их кипения и
малой плотности тока. При термоэлектронной эмиссии имеет место охла-
ждение электрода за счёт уноса электронами значительной энергии.
Автоэлектронная эмиссия характеризуется тем, что энергия, необхо-
димая для вырыва электрона с поверхности катода, сообщается внешним
электрическим полем, создаваемым источником питания. Оно облегчает
выход электронов, как бы вытягивая их за пределы действия сил притя-
жения между электронами и положительными зарядами. Автоэлектронная
эмиссия возможна даже при низкой температуре катода (электрода).
Эмиссия электронов в результате ударов ионов по катоду возникает в
тех случаях, когда положительные ионы под действием электрического
поля устремляются к катоду и передают энергию, достаточную для выби-
вания электронов. Этот вид эмиссии играет значительную роль в создании
мощного потока электронов в сварочной дуге.
На стабильность горения сварочной дуги, наряду с названными выше
процессами, существенное влияние оказывают процессы возникновения
заряженных частиц в объеме нейтрального газа межэлектродного проме-
жутка – объемная ионизация.
Существует три вида ионизации в газе: соударением, облучением
(фотоионизация) и нагревом (термическая ионизация).
134
Ионизация облучением – процесс образования заряженных частиц за
счет поглощения газом световых квантов. Видимый свет ионизировать газ
не может. Ультрафиолетовые лучи вызывают ионизацию паров щелочных
и щелочно-земельных металлов. Рентгеновские и гамма-лучи способны
ионизировать все газы.
Ионизация нагревом протекает при высоких температурах. Она прак-
тически заметна уже при Т = 1750
о
С. Поэтому при сварке соприкоснове-
ние нейтральных атомов с капельками перегретого расплавленного ме-
талла приводит к усилению ионизации.
Для характеристики степени ионизации можно использовать такую
величину, как
потенциал ионизации U
и
– количество энергии, которое
необходимо затратить для отрыва электрона от атома элемента, находя-
щегося в газообразном состоянии, с превращением его в положительный
ион. Величина потенциала ионизации зависит от строения атома и энер-
гетического уровня, с которого удаляется электрон. В табл. 21.1 приведены
данные о
значении потенциала ионизации некоторых элементов.
Таблица 21.1
Достарыңызбен бөлісу: