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.
Методом частиц в ячейке проведено трехмерное моделирование потоков ионов криптона и ксенона в плазменном ЭЦР-инжекторе CERA-RI-2. Расчеты выполнены для различных величин плотности плазмы, напряженности электрического СВЧ-поля и разности потенциалов между сеткой и корпусом резонатора. Определены зависимости интенсивности массового потока ионов от параметров эксперимента.
Экспериментально установлено, что в диэлектрическом плазмопроводе при ЭЦР-разряде и в условиях реализации возбуждения стоячей ионно-звуковой волны формируется пространственно локализованное плазменное образование с высокой яркостью свечения. На основе полученных результатов делается вывод о возможности создания компактных источников интенсивного излучения, спектр которых определяется типом рабочего газа или смеси газов, источников интенсивных потоков химически-активных частиц, а также источника плазмы для двигателя коррекции орбит легких космических аппаратов.
При горении разряда постоянного тока с водным катодом и анодом из молибдена наблюдалось образование поликристаллического осадка на аноде при токе разряда 60–70 мА. Полученный продукт изучен с использованием методов рентгеноструктурного анализа, сканирующей электронной микроскопии и инфракрасной спектроскопии. Показано, что на аноде осаждается оксид молибдена MoO3 в -модификации. В спектрах излучения разряда обнаружены линии атомов молибдена. Исследовано влияние условий горения разряда на формирование продукта. Показано, что поликристаллический оксид практически не осаждается при использовании разряда с металлическим катодом и разряда в аргоне с водным катодом.
Экспериментально исследована инактивация споровых микроорганизмов на диэлектрической поверхности барьерным разрядом с плоскими электродами. Показано, что при средней удельной мощности разряда 0,3 Вт/см3 эффективность обеззараживания составляет три порядка за времена экспозиции в интервале 0,5–60 секунд, причем слабо зависит от времени экспозиции.
В работе представлены результаты измерений эквивалентного сопротивления плазмы в высокочастотном индуктивном источнике плазмы диаметром 46 см при изменении величины индукции внешнего магнитного поля от 0 до 50 Гс, выполненные на рабочих частотах 2, 4 и 13,56 МГц и фиксированной мощности ВЧ-генератора в диапазоне 100–500 Вт. Эксперименты проводились с использованием аргона в диапазоне давлений 0,1–30 мТорр. При наложении внешнего магнитного поля были обнаружены области резонансного поглощения ВЧмощности, соответствующие условиям резонансного возбуждения связанных между собой геликонов и косых ленгмюровских волн. Показано, что наложение на разряд внешнего магнитного поля, соответствующего областям резонансного поглощения ВЧ-мощности при рабочих частотах более 2 МГц, позволяет оптимизировать поглощение ВЧ-мощности плазмой. Эффект увеличивается с ростом рабочей частоты.
Представлена методика и результаты исследования спектрального состава рентгеновского излучения из различных областей плазмы микропинчевого разряда на установке типа «низкоиндуктивная вакуумная искра». Измерены спектры рентгеновского излучения в диапазоне энергий квантов 1–30 кэВ из области плазменной точки, из области прианодной плазмы и анода плазмы микропинчевого разряда. Экспериментально установлено, что интенсивность рентгеновского излучения плазменной точки превышает интенсивность рентгеновского излучения из области прианодной плазмы и анода в исследуемом диапазоне энергий.
Описана методика и приведены результаты исследования спектрального состава и выхода рентгеновского излучения плазмы микропинчевого разряда, получаемой на установке типа «низкоиндуктивная вакуумная искра» в зависимости от полярности электродов разрядной системы. Измерения проводились с помощью созданных диагностических систем, функционирующих на основе термолюминесцентных и сцинтилляционных детекторов. Это позволило производить измерения в диапазоне энергий рентгеновских квантов 1–300 кэВ.
В работе представлены результаты измерений радиального распределения ионного зондового тока насыщения в высокочастотном индуктивном источнике плазмы диаметром 46 см при изменении величины индукции внешнего магнитного поля В от 0 до 50 Гс, выполненные на рабочих частотах 2, 4 и 13,56 МГц и фиксированной мощности ВЧ-генератора в диапазоне 100– 500 Вт. В качестве рабочего газа использовался аргон, давление которого изменялось от 0,1 до 30 мТорр. Показано, что наложение внешнего магнитного поля позволяет управлять радиальным распределением зондового ионного тока насыщения. Выявлены оптимальные условия создания протяженных участков однородной плазмы диаметром более 30 см.
Представлены результаты экспериментального исследования условий возникновения НЧколебаний в плазменном кольце, формируемом ЭЦР-разрядом (Ar) в узком коаксиальном резонаторе. Установлена область параметров разряда, при которых эти колебания являются устойчивыми. Предполагается, что регистрируемые колебания являются следствием возникновения электростатической волны, распространяющейся в азимутальном направлении.
Выполнено численное моделирование течения плазмы для одного из конкретных конструктивных вариантов технологического ВЧИ-плазмотрона с трехвитковым индуктором и частотой тока 3 МГц. В качестве плазмообразующего газа рассмотрена смесь аргона с водородом при объемной концентрации водорода от 0 до 10 %. Рассчитаны распределения электромагнитных полей и всех теплогазодинамических параметров потока плазмы. Показано, что при величине амплитуды тока разряда выше определенного критического значения JКР, зависящего от , происходит изменение режима течения плазмы из потенциального в вихревое, при котором в зоне энерговыделения образуется тороидальный вихрь. Установлена зависимость величины критического тока JКР от объемной концентрации водорода . Определено влияние и тока разряда JК на интенсивность и координаты положения центра возникающей вихревой трубки.
Исследовано воздействие на углеродные волокна импульсных токов с амплитудным значением в тысячи ампер и длительностью 250 мкс. При таких токах происходит частичное испарение материала волокна. Вылетевшие частицы образуют плазму, малое сопротивление которой шунтирует углеродное волокно, предохраняя его от полного разрушения. В первом импульсе происходит пробой диэлектрической матрицы композита, причем плотность образовавшейся плазмы оказывается большой, и ее проводимость определяется процессами рассеяния электронов на частицах плазмы. При повторных импульсах плотность плазмы существенно уменьшается и ее проводимость носит индуктивный характер. Полученные временные зависимости тока и напряжения позволяют провести оценку некоторых параметров плазмы, образовавшейся при первичном и последующих импульсных воздействиях.