真空中的几种气体放电形式

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气体放电是指在空间气体中有宏观电流流过的气体导电现象。它在真空技术中有着广泛应用，如离子清洗、刻蚀，真空镀膜等等，且形式多样。因此干式螺杆真空泵厂家就为大家列举下在真空中有哪几种气体放电形式。

一、汤生放电
20世纪初英国物理学家汤生(John Sealy Edward Townsend)提出第一个定量的气体放电理论，即电子雪崩理论。在低气压条件下，当放电空间电场强度足够大时，带电粒子在漂移运动过程中从电场获得足够高的能量，与气体粒子发生非弹性碰撞，使之激发或电离，从而使空间产生新的带电粒子，使带电粒子浓度不断增大。后来罗可夫斯基(Rogowski)对汤生理论作了重要的补充，因此也被称为汤生-罗可夫斯基理论。汤生放电主要是非自持放电，虽然在真空技术中应用较少，但引出的电离过程、电离系数以及自持放电条件都十分重要。
二、辉光放电
辉光放电是指低压气体中显示辉光的气体放电现象，即是稀薄气体中的自持放电（自激导电）现象。它由法拉第发现，工作压力一般都低于10 mbar，其基本构造是在封闭的容器内放置两个平行的电极板，利用产生的电子将中性原子或分子激发，而被激发的粒子由激发态降回基态时会以光的形式释放出能量。从阴极至负电辉区有几百伏左右的电位变化是辉光放电的显著特征，电流密度小，放电维持电压较高。其主要应用于各种光源、辉光电真空器件、阴极溅射设备等。
三、弧光放电
弧光放电与辉光放电的电子发射机理不同，是一种低电压大电流的放电，会呈现弧状白光并产生高温。当异常辉光放电达到峰值，电流继续增加，而放电电压迅速降低，到一定程度后，阴极遭到离子的强烈轰击，温度升高并产生阴极蒸发。此时在阴极附近极薄的范围内会产生很高的气压，形成极强的正空间电荷层，因而产生热电子发射或强电场发射，放电管中将出现耀眼的弧光，这就是弧光放电。弧光放电应用广泛，可用作强光光源，在工业上用于冶炼、焊接、高熔点金属的切割以及电弧炉，在医学上用作紫外线源（汞弧灯），等等。
四、高频放电
在两个电极间（无论电极是设在管外或是管内）施加高频交变电场所引起的气体放电，就称之为高频放电。它在雷达及脉冲技术方面有着广发应用。在真空技术中主要用于射频溅射镀膜技术以及高频火花检漏等。
五、潘宁放电
   潘宁放电时在电场与磁场联合作用下，使电子在较长时间内局限于某一特地空间内运动，所形成的一种气体放电形式。潘宁放电即使在真空度很高的情况下，也能满足自持条件，这是区别于其他真空放电形式的基本特点，同时它没有热阴极，不存在阴极放气、高温辐射、金属蒸汽污染等情况。在真空技术中常用于冷阴极电离真空计、冷阴极溅射离子泵等方面。
六、火花放电与电晕放电
在大气压下由非自持放电向自持放电过渡时，如果电源功率不足以产生和维持稳定的弧光放电，那么不同的放电间隔形状就会产生火花放电或电晕放电。
在两个曲率不大的冷电极之间加上高电压，若是电极间的气体被强电场击穿而产生自激导电，这种现象就是火花放电。这种放电过程产生的碰撞电离是沿着狭窄而曲折的发光通道进行的，并伴随着火花和暴烈声。真空技术中，火花放电可用于放射性强度测定计数、火花检漏等；若由于电极曲率半径小，放电间隔电场不均匀，电荷在高电压的作用下发生移动而进行的放电，则是电晕放电，在黑暗中可以看到电极的尖端有蓝色的光晕，并伴有咝咝声。电晕放电可以是相对稳定的放电形式，也可以是不均匀电场间隙击穿过程中的早期发展阶段。