ЖУРНАЛ РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ. eISSN 1684-1719. 2025. №11

УДК: 537.523.3

17-я Международная конференция

«Газоразрядная плазма и ее применения»

Екатеринбург, Россия, 8-12 сентября 2025

ТАУНСЕНДОВСКАЯ СТАДИЯ ОТРИЦАТЕЛЬНОГО КОРОННОГО

РАЗРЯДА В ВОЗДУХЕ АТМОСФЕРНОГО ДАВЛЕНИЯ

Е.Х. Бакшт, А.Г. Бураченко, А.Н. Панченко

Институт Сильноточной электроники СО РАН,

634055 Томск, пр. Академический, 2/3

Статья поступила в редакцию 2 октября 2025 г.

Аннотация. Проведено исследование слаботочной таунсендовской стадии отрицательного коронного разряда в воздухе и условий ее возникновения.
Эта стадия может возникать в области напряжений, меньших напряжений, характерных для генерации импульсов Тричела. Изучено влияние различных факторов на появление таунсендовской стадии. Найдены экспериментальные условия, облегчающие наблюдение и исследование таунсендовской стадии. Получена ВАХ таунсендовской стадии коронного разряда, сделаны фотографии свечения этой стадии. Предложено объяснение причин появления или отсутствия таунсендовской стадии при зажигании отрицательного коронного разряда.

Ключевые слова: отрицательный коронный разряд, импульсы Тричела, темный таунсендовский разряд.

Финансирование: Исследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда (проект № 25-29-00131).

Автор для переписки: Бакшт Евгений Хаимович, beh@loi.hcei.tsc.ru

Литература

1. Trichel G.W. The mechanism of the negative point to plane corona near onset // Phys. Rev. – 1938. – vol. 54. – No. 12. – pp. 1078-1084. https://doi.org/10.1103/PhysRev.54.1078

2. Loeb L., Kip A., Hudson G., and Benett W. Pulses in negative point-to-plane corona. // Phys. Rev. – 1941. – vol. 60. – pp. 714-722. https://doi.org/10.1103/PhysRev.60.714

3. English W.N., Loeb L.B. Point‐to‐Plane Corona Onsets // J. Appl. Phys. – 1949. – vol. 20. – No. 7. – pp. 707-711. https://doi.org/10.1063/1.1698512

4. Bandel H.W. Point-to-plane corona in dry air // Phys. Rev. – 1951. – vol. 84. – No. 1. – pp. 92-99. https://doi.org/10.1103/PhysRev.84.92

5. Korge H., Laan M., Paris P. On the formation of negative coronas // Journal of Physics D: Applied Physics. – 1993. – vol. 26. – No. 2. – pp. 231-236. https://doi.org/10.1088/0022-3727/26/2/010

6. Zhang Y., Qin Y., Zhao G., and Ouyang J. Time-resolved analysis and optical diagnostics of Trichel corona in atmospheric air // Journal of Physics D: Applied Physics. – 2016. – vol. 49. – No. 24. – p. 245206. https://doi.org/10.1088/0022-3727/49/24/245206

7. Zhang, Y., Xia, Q., Jiang, Z., and Ouyang J. Trichel pulse in various gases and the key factor for its formation. // Sci. Rep. – 2017. – vol. 7. – No. 1. – p. 10135. https://doi.org/10.1038/s41598-017-10118-2

8. He Y., Sun A., Zhang X., Xue J., and Zhang G. Effect of trace SF₆ on negative corona characteristics in SF₆/N₂ gas mixtures under DC voltages // AIP Advances. – 2020. – vol. 10. – No. 8. – p. 085303. https://doi.org/10.1063/5.0013024

9. He Y., Sun A., Xue J. et al. Experimental study on pulse characteristics of negative corona discharge in SF₆/N₂ gas mixtures under DC voltages //AIP Advances. – 2020. – vol. 10. – No. 5. – p. 055027. https://doi.org/10.1063/5.0002811

10. Ferreira N.G.C., Almeida P.G.C., Taher A.E. et al. Numerical investigation of stability of low-current needle-to-plane negative corona discharges in air // arXiv preprint arXiv:2506.06744. – 2025. https://doi.org/10.48550/arXiv.2506.06744

11. Akishev Y., Grushin M., Kochetov I. et al. Negative corona, glow and spark discharges in ambient air and transitions between them // Plasma Sources Science and Technology. – 2005. – vol. 14. – No. 2. – pp. S18-S25. https://doi.org/10.1088/0963-0252/14/2/S03

12. Baksht E.H., Tarasenko V.F. Instability of the Trichel Pulse Mode in a Corona Discharge // Russian Physics Journal. – 2024. – vol. 67. – No. 8. – pp. 1260-1265. https://doi.org/10.1007/s11182-024-03240-y

13. Петров А.А., Амиров Р.Х., Коростылев Е.В., Самойлов И.С. Исследование эрозии катода в отрицательном коронном разряде // Труды МФТИ. – 2013. – Т. 5. – №. 1. – С. 72-79.

14. Месяц Г.А., Васенина И.В. Позиционирование наносекундного диффузно-канального разряда в атмосферном воздухе // Физика плазмы. – 2021. – Т. 47. –№ 9 – С. 824-828. https://doi.org/10.31857/S0367292121090055

15. Kadyrmetov A.M., Kashapov N.F., Sharifullin S.N. et al. Efficiency of surface cleaning by a glow discharge for plasma spraying coating // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. – IOP Publishing, 2016. – vol. 134. – No. 1. – P. 012010. https://doi.org/10.1088/1757-899X/134/1/012010

16. Aronsson B.O., Lausmaa J., Kasemo B. Glow discharge plasma treatment for surface cleaning and modification of metallic biomaterials // Journal of Biomedical Materials Research: An Official Journal of The Society for Biomaterials and The Japanese Society for Biomaterials. – 1997. – vol. 35. – No. 1. – pp. 49-73. https://doi.org/10.1002/(sici)1097-4636(199704)35:1%3C49::aid-jbm6%3E3.0.co;2-m

17. Arustamov V.N., Ashurov R. KH., Rotchtein V.M. et al. Cleaning the surface of products with glow discharge plasma // Journal of Physics: Conference Series. – 2020. – vol. 1686. – p. 012013. https://doi.org/10.1088/1742-6596/1686/1/012013

18. Месяц Г.А. Эктоны. Часть 2. – Екатеринбург: УИФ «Наука», 1994. 247 с.

19. Malter L. Thin film field emission // Physical Review. – 1936. – vol. 50. – No. 1. – pp. 48-58. https://doi.org/10.1103/PhysRev.50.48

20. Momose Y. Exoemission from processed solid surfaces and gas adsorption. – Berlin/Heidelberg, Germany : Springer, 2023. 234 p.

21. Meleka A.H., Barr W. A Possible Origin of Exo-Electron Emission in Plastically Deformed Metals // Nature. – 1960. – vol. 187. – No. 4733. – pp. 232-233. https://doi.org/10.1038/187232a0

22. Delchar T.A. Exo‐Electron Emission during Oxygen Chemisorption at Clean Nickel Surfaces // Journal of Applied Physics. – 1967. – vol. 38. – No. 5. – pp. 2403-2404. https://doi.org/10.1063/1.1709905

23. Королев Ю.Д., Месяц Г.А. Автоэмиссионные и взрывные процессы в газовом разряде. – Новосибирск: Наука, 1982. 256 с.

Для цитирования:

Бакшт Е.Х., Бураченко А.Г., Панченко А.Н. Таунсендовская стадия отрицательного коронного разряда в воздухе атмосферного давления // Журнал радиоэлектроники. – 2025. – № 11. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2025.11.20 (На англ.)