Статья: Влияние внешней цепи на параметры ионного потока, получаемого при помощи емкостного ВЧ-разряда в радиальном магнитном поле (2016)

Проведены экспериментальные исследования диффузных разрядов в газах повышенного давления при неоднородном распределении электрического поля в промежутке. Показано, что при положительной полярности электрода с малым радиусом кривизны в азоте и воздухе генерируется характеристическое излучение (K-линия азота). Тормозное рентгеновское излучение из анода зарегистрировано в воздухе атмосферного давления при амплитуде падающей волны импульса напряжения 12 кВ.

Представлены экспериментальные данные о параметрах плазмы и о составе газообразных продуктов при обработке ткани из полиэтилентерефталата в плазме пониженного давления (50—300 Па) в аргоне. Анализ газовой фазы проводили методами эмиссионной спектроскопии и масс-спектрометрии. При различной площади обрабатываемого материала измерена напряженность электрического поля и температура газа на оси разряда, мольные доли продуктов деструкции полимера. Рассчитана функция распределения электронов по энергиям. Показано, что с увеличением площади обрабатываемого материала в реакторе изменяется приведенная напряженность электрического поля, температура газа, средняя энергия электронов и коэффициенты скоростей процессов с участием электронов. Спектры излучения плазмы показали, что диссоциация продуктов деструкции полимера приводит к изменению состава активных частиц плазмы: а именно, к образованию атомов О, Н и радикалов ОН.

Реализована численная модель расчета параметров высокочастотного индукционного (ВЧИ) плазмотрона с газовым охлаждением. Численное моделирование выполнено в пакете прикладных программ ANSYS CFX (14.5) для одного из конкретных конструктивных вариантов технологического ВЧИ-плазмотрона с трехвитковым индуктором и с амплитудой тока из диапазона JK = 50—170 A (с частотой 3 МГц). В качестве плазмообразующего газа рассмотрен аргон. Выявлена особенность распределения поля скорости в канале плазмотрона, а именно, образование тороидального вихревого течения с центром приблизительно в сечении первого витка индуктора. Установлено, что возникновение вихревого течения имеет место при превышении тока разряда некоторого критического значения. Основной причиной формирования вихря является действие радиальной компоненты электромагнитной силы, обуславливающей образование области повышенного давления на оси плазмотрона в срединной зоне индуктора. Определено влияние тока разряда, скорости (расхода) транспортирующего газа через осевой канал и его длины на интенсивность вихревой трубки.

Путем уточнения ранее предложенной математической модели стационарного открытого разряда проведено исследование пространственного распределения потенциала электрического поля. Показано, что в большей части катодного слоя потенциал описывается степенной зависимостью с показателем степени 5/3, что отличается от квадратичной зависимости, использованной ранее в различных работах, включая модель открытого разряда. Однако численная погрешность квадратичной зависимости не превышает 20 %.

В работе исследуется диффузионный режим привязки электрической дуги постоянного тока в среде аргона атмосферного давления к катоду из чистого вольфрама в виде конуса с углом при вершине 60°. Проведено сравнение результатов эксперимента с данными других исследований по дуговым разрядам, где в качестве катодов применялся лантанированный (W-2% La2O3) или торированный (W-2% ThO2) вольфрам. В результате экспериментальных исследований при силе тока 200 А получены следующие значения максимальной температуры на оси разряда, концентрации электронов и максимальной температуры поверхности катода: Te = 2,6 эВ, ne = 1,5×1017 см-3, 3800 К соответственно. Результаты сравнения параметров плазмы вблизи острия катода и температуры поверхности электрода в месте привязки дуги могут быть использованы при разработке оборудования и технологий с применением электродуговых разрядов.

В работе исследованы в окрестности зоны электрического пробоя текстолита в ячейке диэлектрического барьерного разряда микроструктура и элементный состав нанесённых на поверхность текстолита плёнок на основе кремнийорганических лаков и эмалей. Цель и актуальность исследования связаны с необходимостью разработки новых диэлектрических материалов, способных противостоять в разрядной ячейке диэлектрического барьерного разряда в воздухе при атмосферном давлении разрушительному воздействию электрического поля, микроразрядов, а также озона, являющегося очень активным веществом.

Обсуждается вклад каждого параметра в комплексное изменение фазы и интенсивность излучения ускоренного резонатора с неподвижным содержимым. Получено условие синхронизма для интерферирующих рукавов излучения неравномерно движущегося источника. Получено, что при интерференции двух полей с комплексными фазами интерференционный член может превышать интенсивность исходного луча в восемь раз. Представлена связь между введённым в наших работах вектором излучения и волновым вектором. Показано, что вектор излучения, определяющий собственные значения пространственной задачи, кратен волновому вектору при наличии граничных условий вдоль лишь одной координаты, когда боковые граничные условия не определены (например, в двухзеркальном резонаторе с плоским волновым фронтом).

Проведено исследование адаптивного фазоконтрастного метода с нелинейными фильтрами Цернике. Использовались линейные и фототермические фильтры. В качестве фототермических фильтров Цернике использовались частично поглощающие излучение жидкостные и полимерные среды. Экспериментально продемонстрирована эффективная визуализация и инвертирование изображения мелкомасштабных модельных объектов. Визуализирована межсекториальная граница в нелинейном кристалле.