Генерация плазменных струй умеренной температуры на основе поперечного СВЧ-разряда в волноводе (2022)

Проведено исследование плазменных струй, полученных на основе безэлектродного СВЧ-разряда атмосферного давления в потоке газа, направленном перпендикулярно вектору напряженности электрического поля (поперечная конфигурация). Разряд возбуждался в диэлектрической трубке с внутренним диаметром 6 мм в волноводном устройстве с помощью СВЧ-генератора на базе типового 1 кВт магнетрона, работающего на частоте 2,45 ГГц. Представлено описание конструкции газоразрядного волноводного устройства и результаты измерений пространственного распределения температуры газа в аргоновой плазменной струе методами термопар и оптической термографии. Показано, что максимальная температура газа в струе зависит от скорости потока и может быть понижена до значений 180–200 градусов Цельсия при скоростях потока 20–30 л/мин на расстояниях 2–3 см от выходного отверстия устройства. При этом наблюдается ламинарный режим истечения плазменной струи в окружающий воздух. Результаты работы востребованы в области разработки новых источников неравновесной плазмы для технологий плазменной модификации поверхности различных материалов.

This work is devoted to the study of plasma jets based on an electrodeless atmospheric-pressure microwave discharge in a transverse gas flow perpendicular to the electric field strength vector. The discharge is excited in a dielectric tube in a waveguide device using a microwave generator based on a typical 1 kW magnetron operating at a frequency of 2.45 GHz. A description of the design of the gas-discharge waveguide device and the results of measurements of the spatial dis-tribution of gas temperature in an argon plasma jet using thermocouples and optical thermog-raphy are presented. It is shown that the maximum gas temperature in the jet depends on the flow rate and can be reduced to values 180–200 degrees Celsius at a flow rate of 20–30 l/min at a distance of 2–3 cm from the outlet of the device. In this case, a laminar flow of the plasma jet into the surrounding air is observed. The results of this work are in demand for the development of new plasma sources for surface plasma modification technologies.

Тип: Статья
Автор (ы): Антипов Сергей Николаевич
Соавтор (ы): Гаджиев Махач Хайрудинович, Терешонок Владимир Ильич, Иванов Игорь Анатольевич, Тихонов Виктор Николаевич, Тихонов Александр Викторович, Горбатов Сергей Андреевич, Абрамов Артем Григорьевич, Угрюмов Александр Валерьевич
Ключевые фразы: плазменная модификация

Идентификаторы и классификаторы

SCI
Физика
УДК
533.9.03. Получение плазмы
Префикс DOI
10.51368/1996-0948-2022-6-5-11
eLIBRARY ID
50054131
Текстовый фрагмент статьи