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在阴极附近,二次电子发射产生的电子在较短距离内尚未得到足够的能使气体分子电离或激发的动能,所以紧接阴极的区域不发光。而在阴极辉区,电子已获得足够的能量碰撞气体分子,使之电离或激发发光。1831~1835年,m.法拉第在研究低气压放电时发现辉光放电现象和法拉第暗区。1858年,j.普吕克尔在1/100托下研究辉光放电时发现了阴极射线,成为19世纪末粒子辐射和原子物理研究的先驱。
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辉光放电有亚正常辉光和反常辉光两个过渡阶段,放电的整个通道由不同亮度的区间组成,即由阴极表面开始,依次为:阿斯通暗区;阴极光层;阴极暗区(克鲁克斯暗区);负辉光区;法拉第暗区;正柱区;阳极暗区;阳极光层。其中以负辉光区、法拉第暗区和正柱区为主体。这些光区是空间电离过程及电荷分布所造成的结果,与气体类别、气体压力、电极材料等因素有关,这些都可以从放电理论上作出解释。
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根据电流脉冲个数及lisajous图形(x轴为外加电压,y轴为放电电荷量)的不同,离子氮化炉,他们提出了区分辉光放电和丝状放电的方法,即若每个外加电压半周期内仅1个电流脉冲,并且lisajous图形为两条平行斜线,则为辉光放电。若半周期内多个电流脉冲,并且lisajous图形为斜平行四边形,则为丝状放电。
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