پایداری عملکرد، بازده پینچ و ضریب سرعت در دستگاه پلاسمای مینیاتوری J 3 با هندسه‌های مختلف الکترودها

با توجه به اهمیت پایداری عملکرد دستگاه­های پلاسمای کانونی مینیاتوری در تولید پینچ­های قوی و تکرارپذیر، در این مقاله ضمن ارایه­ی مشاهدات تشکیل ستون پینچ در یک دستگاه پلاسمای کانونی J 3، پایداری عملکرد آن در دو شیوه­ی تک شات و شیوه­ی تخلیه­ی تکراری در بسامدهای 0.5Hz  و 5Hz نشان داده شد. هم­چنین، عامل­های ایجاد نقص در تخلیه­ی الکتریکی و راه­کارهای جلوگیری از آن ارایه شدند. سپس، بازده دستگاه و قدرت پینچ پلاسما برای چهار هندسه­ی مختلف الکترودها با استفاده از نتیجه­های تجربی و محاسبات نظری به ازای فشارهای 0.8  ، 1.1  ، 1.3  ، و torr­1.5  گاز آرگون و ولتاژهای شارژ 8.3 ، 8.5 ، 8.7 ، 8.9 ، 9.1 ، و kV 9.3 محاسبه شدند. مشخص شد که هندسه­ی آند مخروطی ضمن وسیع نمودن محدوده­ی فشار کاری گاز از 0.6  تا torr 1.5  ، بیش­ترین دامنه­ی قله­ی تیز ولتاژ را نیز تولید می­کند. هم­چنین، عامل­های مهم طراحی دستگاه مانند عامل سرعت و حساسیت پینچ برای الکترود بهینه تحت شرایط کاری فوق محاسبه شد. مشخص شد بهترین شرایط فشرده­سازی ستون پلاسما در این دستگاه در فشار و ولتاژکاری بهینه­ی­ به ترتیب mbar 0.88±0.8­و­8.3-kV­8.5­است و در صورت ملاک بودن عملکرد پایدار دستگاه برای تولید پینچ­های قوی و تکرارپذیر، محدوده­ی ولتاژکاری 8.5­-8.7­kV­و­فشار­گاز0.6 -1.1 mbar است.