Plasma and Spot Phenomena in Electrical Arcs

این کتاب به بررسی کامل فیزیک و کاربردهای قوس خلاء - یک منبع پلاسمای فلزی بسیار یونیزه شده که در تعدادی از کاربردها استفاده می شود - با تاکید بر پدیده های لکه کاتدی و تشکیل پلاسما اختصاص یافته است. هدف درک منشأ و رفتار پدیده‌های پیچیده و گاه مرموز مختلف است که در تشکیل قوس دخیل هستند، مانند لکه‌های کاتدی، تبخیر الکترود، و تشکیل پلاسمای نزدیک به الکترود. این کتاب خواننده را از مدلی از پلاسمای کاتد متراکم مبتنی بر برخورد یون-اتم تبادل بار از طریق یک رویکرد جنبشی به تبخیر کاتد و خواص ترموفیزیکی فلزات کاتدها می برد. این تصویر با مطالعه عمیق جت‌های کاتدی و شتاب پلاسما، اثرات میدان‌های مغناطیسی بر رفتار لکه‌های کاتد، و ویژگی‌های الکتریکی قوس‌ها و دینامیک نقطه کاتد بیشتر می‌شود. این کتاب همچنین کاربردهای پیشران فضایی، رسوب لایه نازک، تولید پلاسمای لیزری و مگنتوهیدرودینامیک را توصیف می‌کند و این حجم جامع و به‌روز را به منبعی ارزشمند برای محققان دانشگاهی و صنعتی تبدیل می‌کند.

This book is devoted to a thorough investigation of the physics and applications of the vacuum arc – a highly-ionized metallic plasma source used in a number of applications – with emphasis on cathode spot phenomena and plasma formation. The goal is to understand the origins and behavior of the various complex and sometimes mysterious phenomena involved in arc formation, such as cathode spots, electrode vaporization, and near-electrode plasma formation. The book takes the reader from a model of dense cathode plasma based on charge-exchange ion-atom collisions through a kinetic approach to cathode vaporization and on to metal thermophysical properties of cathodes. This picture is further enhanced by an in-depth study of cathode jets and plasma acceleration, the effects of magnetic fields on cathode spot behavior, and electrical characteristics of arcs and cathode spot dynamics. The book also describes applications to space propulsion, thin film deposition, laser plasma generation, and magnetohydrodynamics, making this comprehensive and up-to-date volume a valuable resource for researchers in academia and industry.