Вышедшие номера
Электронный механизм распространения канала наносекундного пробоя в жидких органических диэлектриках
Емлин Р.В. 1, Пунанов И.Ф. 1, Куликов В.Д. 2
1Институт электрофизики Уральского отделения РАН, Екатеринбург, Россия
2Томский сельскохозяйственный институт, Томск, Россия
Email: emlin@iep.uran.ru, ivan.punanov@gmail.com, vdkulikov@rambler.ru
Поступила в редакцию: 11 апреля 2022 г.
В окончательной редакции: 24 мая 2022 г.
Принята к печати: 28 мая 2022 г.
Выставление онлайн: 28 июля 2022 г.

Предложен механизм анодного пробоя жидких органических диэлектриков с длинными молекулярными цепочками, учитывающий электронную структуру протяженных органических молекул. Основанием для представления механизма стали экспериментальные данные о высоких скоростях распространения фронта наносекундного пробоя в кремнийорганических и фторорганических жидкостях (~107 cm/s), сравнимых с полученными ранее значениями для кристаллов в таких же условиях. Высокие скорости движения канала пробоя при его развитии с анода удовлетворительно интерпретируются в рамках модели каскадных оже-переходов, развитой ранее для кристаллических веществ. В соответствии с данной моделью скорость распространения канала пробоя пропорциональна напряженности электрического поля, а задержка начала образования канала относительно фронта импульса напряжения в пределах погрешности измерения не превышает ~5·10-10 s. Ключевые слова: электрический пробой жидкости, наносекундный пробой, механизм пробоя.
  1. M.E. Savage, K.N. Austin, B.T. Hutsel, R.J. Kamm. Proc. IEEE 21st Int. Conf. Pulsed Power (UK, Brighton, 2017) DOI: 10.1109/PPC.2017.8291252
  2. S. Tkachenko, E.V. Grabovskii, A.V. Branitskii, I. Frolov, A. Gribov, A. Gritsuk, K. Mitrofanov, Y. Laukhin, G.M. Oleinik, A. Shishlov. Proc. IEEE 21st Int. Conf. Pulsed Power (UK, Brighton, 2017). DOI: 10.1109/PPC.2017.8291097
  3. J. Deng, W. Xie, S. Feng, M. Wang, H. Li, S. Song, M. Xia, J. Ce, A. He, Q. Tian, Y. Gu, Y. Guan, B. Wei, X. Huang, X. Ren, J. Dan, J. Li, S. Zhou, H. Cai, S. Zhang, K. Wang, Q. Xu, Y. Wang, Z. Zhang, G. Wang, S. Guo, Y. He, Y. Zhou, Z. Zhang, L. Yang, W. Zou. Matter Radiat. Extremes, 1, 48 (2016). DOI: 10.1016/j.mre.2016.01.004
  4. Способ формирования импульса тока в нагрузке индуктивного накопителя электромагнитной энергии: пат. 2746052 РФ. Базанов А.А.; N 2020126760; заявл. 10.08.2020; опубл. 06.04.2021, Бюл. N 10
  5. Г.А. Месяц, И.В. Пегель. Введение в наносекундную импульсную энергетику и электронику (ФИАН, М., 2009), 192 с
  6. Г.А. Воробьев, Ю.П. Похолков, Ю.Д. Королев, В.И. Меркулов. Физика диэлектриков (область сильных полей), учебное пособие (Изда-во ТПУ, Томск, 2003), 244 с
  7. U. Mohan Rao, I. Fofana, A. Beroual, P. Rozga, M. Pompili, L. Calcara, K.J. Rapp. IEEE Tr. Dielectr. Electr. Insul., 27 (5), 1546 (2020). DOI: 10.1109/TDEI.2020.008765
  8. В.Я. Ушаков, В.Ф. Климкин, С.М. Коробейников, В.В. Лопатин. Пробой жидкостей при импульсном напряжении (Изд-во науч.-тех. лит-ры, Томск, 2005), 488 с
  9. В.Я. Ушаков. Изв. Томск. политех. ун-та, 307 (2), 80 (2004)
  10. В.Ф. Климкин. ЖТФ, 72 (9), 39 (2002). [V.F. Klimkin. Tech. Phys., 47 (9), 1106 (2002). DOI: 10.1134/1.1508185]
  11. S. Sakamoto, H. Yamada. IEEE Tr. Electr. Insul., EI-15 (3), 171 (1980). DOI: 10.1109/TEI.1980.298310
  12. H. Yamashita, H. Amano. IEEE Tr. Electr. Insul., EI-20 (2), 247 (1985). DOI: 10.1109/TEI.1985.348827
  13. В.Д. Куликов. ЖТФ, 79 (1), 60 (2009). [V.D. Kulikov. Tech. Phys., 54 (1), 56 (2009). DOI: 10.1134/S1063784209010083]
  14. В.Д. Куликов. ЖТФ, 82 (2), 35 (2012). [V.D. Kulikov. Tech. Phys., 57 (2), 192 (2012). DOI: 10.1134/S1063784212020144]
  15. Р.В. Емлин, С.В. Барахвостов, В.Д. Куликов. ЖТФ, 79 (7), 150 (2009). [R.V. Emlin, S.V. Barakhvostov, V.D. Kulikov. Tech. Phys., 54 (7), 1076 (2009). DOI: 10.1134/S1063784209070275]
  16. V. Kulikov, V. Yakovlev, L. Bobkova. NJDIS, 44 (1), 21 (2020)
  17. V. Kulikov. NJDIS, 62 (1), 51 (2021). DOI:10.24412/3453-9875-2021-62-1-51-54
  18. А.А. Воробьев, Г.А. Воробьев. Электрический пробой и разрушение твердых тел (Высшая школа, М., 1966), 224 с
  19. Ю.Н. Вершинин. Электронно-тепловые и детонационные процессы при электрическом пробое твердых диэлектриков (УрО РАН, Екатеринбург, 2000), 260 с
  20. H. Yamada, S. Kimura, T. Sato. Proc. 3rd Int. Conf. Conduction and Breakdown in Solid Dielectrics (Trondheim, Norway, 1989), p. 87, DOI: 10.1109/ICSD.1989.69167
  21. Г.А. Месяц. Импульсная энергетика и электроника (Наука, М., 2004), 704 с. [G.A. Mesyats. Pulsed Power (Kluwer Academic/Plenum Publishers, NY., 2004)]
  22. И.Ф. Пунанов, Р.В. Емлин, П.А. Морозов, С.О. Чолах. Изв. вузов. Физика, 55 (2), 57 (2012). [I.F. Punanov, R.V. Emlin, P.A. Morozov, S.O. Cholakh. Russ. Phys. J., 55 (2), 191 (2012). DOI: 10.1007/s11182-012-9794-5]
  23. I.F. Punanov, R.V. Emlin, P.A. Morozov, S.O. Cholakh. Proc. IEEE 21st Int. Conf. Pulsed Power (Brighton, UK, 2017), DOI: 10.1109/PPC.2017.8291194
  24. И.Ф. Пунанов. Пространственно-временные и энергетические характеристики высоковольтного наносекундного пробоя конденсированных диэлектриков (Дис. канд. физ.-мат. наук. Екатеринбург, УрФУ, 2017)
  25. Дж. Спайс. Химическое строение и структура (Мир, М., 1966), 432 с. [J.E. Spice. Chemical Binding and Structure (Pergamon Press, NY., 1964)]
  26. Олигоорганосилоксаны. Свойства, получение, применение, под ред. М.В. Соболевского (Химия, М.,1985), 264 с
  27. В.Л. Бонч-Бруевич, С.Г. Калашников. Физика полупроводников (Наука, М., 1977), 672 с
  28. C. Bin, D. Ji-Wei, Ch. Ming-He. Crystals, 11 (2), 123 (2021). DOI: 10.3390/cryst11020123
  29. И.Ф. Пунанов, Р.В. Емлин, В. Д. Куликов, С.О. Чолах. ЖТФ, 84 (4), 35 (2014). [I.F. Punanov, R.V. Emlin, V.D. Kulikov, S.O. Cholakh. Tech. Phys., 59 (4), 503 (2014). DOI: 10.1134/S1063784214040197]
  30. J.M. Meek, J.D. Graggs. Electrical Breakdown of Gases (Clarendon Press, Oxford, 1953), 507 p
  31. Г.А. Месяц. Письма в ЖЭТФ, 85 (2), 119 (2007). [G.A. Mesyats. JEPT Lett., 85 (3), 109 (2007). DOI: 10.1134/S0021364007020038]
  32. Р.В. Емлин, И.Ф. Пунанов. ФТТ, 59 (8), 1542 (2017). [R.V. Emlin, I.F. Punanov. Phys. Solid State, 59 (8), 1565 (2017). DOI: 10.1134/S1063783417080108]
  33. Г.А. Месяц. ДАН, 399 (6), 757 (2004). [G.A. Mesyats. Dokl. Phys., 49 (12), 727 (2004). DOI: 10.1134/1.1848625]
  34. Р.В. Емлин, Ю.Н. Вершинин, В.А. Белоглазов. Тр. IX Симпозиума по сильноточной электронике. Николаев 21-30 июля 1992. (Науч.-тех. редакция "Гиперокс", М., 1992), с. 299.

Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.

Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.