Проведены экспериментальные исследования сильного локального взаимодействия микроплазменных разрядов с образцами из стали–45 при возбуждении импульсных электрических токов в разрядах с амплитудами от 100 до 600 А. При этом на поверхности образцов формируется сплошной переплавленный слой, который характеризуется сильно измененными микрогеометрическими, физическими и триботехническими свойствами металла. Определены режимы возбуждения микроплазменных разрядов, в результате воздействия которых на поверхности образцов создается развитый микрорельеф. Его прочностные свойства существенно превосходят соответствующие характеристики стальных образцов после стандартной термической закалки.
Экспериментально исследовано изменение поверхности микрочастиц меламин-формальдегида (MF-R) (диаметр 4,12±0,09 мкм) в плазме тлеющего разряда постоянного тока в неоне, аргоне и смеси аргон-кислород (Ar-90%, O2-10%) при их экспозиции в плазме в течение 10, 20, 40, 60 минут. Микрочастицы размещались в составе упорядоченных плазменно-пылевых структур с последующим их извлечением. Приведены результаты исследования профиля поверхностного слоя микрочастиц методом атомно-силовой микроскопии (АСМ). Обсуждаются оценочные количественные данные о деструкции поверхностного слоя и характере его модификации. Проведены расчеты реальной площади просканированных с помощью АСМ участков поверхности частиц при помощи фрактального анализа.
В данной работе представлены результаты экспериментальных исследований по генерации и свойствам одиночной и множественных плазменных струй, сформированных диэлектрическим барьерным разрядом в потоке атмосферного воздуха. Показано, что применение плазменных струй весьма эффективно для повышения смачиваемости поверхности полиэтиленовых труб и улучшения их адгезионных свойств по отношению к пенополиуретану, широко используемому для теплоизоляции труб, применяемых в жилищно-коммунальном хозяйстве, нефтегазовой промышленности и т. п. Плазменные струи в потоке воздуха представляют большой практический интерес, поскольку замена дорогостоящего инертного плазмообразующего газа на окружающий воздух кардинально упрощает и удешевляет плазменную технологию модификации полимерных поверхностей и открывает возможность ее широкого внедрения в практику.
Изучено изменение поверхностных свойств семян пшеницы под воздействием нетермической плазмы, инициируемой тлеющим разрядом атмосферного давления в аргоне. Воздействие на оболочку семени неравновесной плазмы тлеющего разряда атмосферного давления приводит к модификации поверхности семени, заключающееся в проявлении на поверхности семени мелкоячеистой сетчатой структуры. При увеличении длительности воздействия или мощности разряда эффекты травления на поверхности семени усиливаются, но при этом скорость прорастания семян не увеличивается с интенсификацией параметров обработки.
В статье представлены результаты плазмохимической обработки воды и исследования ее влияния на всхожесть семян ярового ячменя, а также на динамику начального роста растений. Водопроводную воду обрабатывали диафрагменным разрядом переменного тока при амплитудных значениях напряжения 4 кВ и тока разряда 50 мА. Получены осциллограммы тока и напряжения на электродах, спектры излучения плазмы. Измерены значения удельной электропроводности воды, значения рН, концентрации нитрит- и нитрат-ионов, а также пероксида водорода в обработанной воде. Показано, что использование воды после плазмохимической обработки приводит к повышению всхожести семян и ускорению развития растений на ранних стадиях.
Исследованы селективности травления диоксида кремния к фоторезисту, а также к кремнию в различных условиях низкотемпературной фторуглеродной ВЧ-плазме. Получены результаты по неравномерности скорости травления диоксида кремния и фоторезиста при различных условиях по поверхности кремниевой подложки диаметром 150 мм. Было установлено, что селективность травления диоксида кремния к фоторезисту и неравномерность травления обоих материалов сильно зависят от давления внутри камеры и состава газовой смеси и в меньшей степени от мощности ВЧ-разряда. Полученные результаты были использованы для травления диоксида кремния через фоторезистивную маску для формирования двуслойной защитной маски
Представлены результаты плазмохимической обработки воды и исследования ее влияния на всхожесть семян огурцов, а также на динамику начального роста растений. Водопроводную воду обрабатывали импульсным подводным разрядом, формирующимся в парогазовых пузырьках у поверхности погруженного в воду графитового электрода. Разряд горел при амплитудных значениях напряжения 800 В и тока разряда 200 мА. Получены осциллограммы тока и напряжения на электродах, измерены значения удельной электропроводности воды, значения рН, концентрации нитрит- и нитрат-ионов, а также пероксида водорода в обработанной воде. Показано, что использование воды после плазмохимической обработки повышает всхожесть семян, ускоряет развитие корневой системы, рост стебля и листьев на ранних стадиях развития растений.
Проведено нульмерное стационарное моделирование СВЧ-разряда в парах воды при атмосферном и пониженном давлениях и постоянной температуре газа. Использовалась модель реактора непрерывного перемешивания. Проведено совместное решение уравнений баланса для нейтральных и заряженных компонент плазмы, уравнения Больцмана для электронов плазмы и уравнения для стационарного распределения СВЧ-поля в объеме, заполненном плазмой. Получены зависимости различных пара-метров разряда (величины СВЧ-поля, концентраций всех компонент) от вложенной удельной мощности WV. Показано, что при пониженном давлении при одной и той же вложенной удельной мощности величина СВЧ-поля в плазме существенно меньше, а концентрация электронов выше, чем при атмосферном давлении. При атмосферном давлении в интервале рассмотренных значений WV плазма воды электроотрицательна, причем квазинейтральность поддерживается отрицательным ионом OH-.
При давлении 30 Торр и вложенной удельной мощности 60–70 кВт/см3 происходит пе-реход от электроотрицательной к электроположительной плазме.
Экспериментально исследована возможность получения нанокристаллической целлюлозы (НКЦ) путем газоразрядной обработки водных суспензий микрокристаллической целлюлозы или фильтровальной бумаги. Для обработки использовали разряд постоянного тока при атмосферном давлении с водным катодом при токе разряда 35 мА и напряжении горения 1500 В. Найдено, что плазмохимическая обработка цел-люлозосодержащего материала в воде без использования других реагентов приводит к выделению НКЦ с относительно большими размерами частиц и небольшим поверхностным зарядом.
Представлены результаты обработки клубней картофеля продуктами плазмы апокампического разряда. Показано, что такая обработка может снизить их контаминацию и как результат, создать благоприятные условия для формирования урожая. Для этого проведена предпосевная обработка клубней картофеля двух сортов «Гала» и «Королева Анна», которые помещались в контейнер, где зажигали апокампический разряд в воздухе атмосферного давления.
Представлены результаты экспериментальных исследований на установке с жидким анодом при плазменном распылении различных металлов. Исследован процесс плазменного распыления металлического катода, представляющего собой металлическую проволоку или стружку из различных металлов (нержавеющая сталь, железо, оцинкованное железо, титан, вольфрам, никель-хромовый сплав, медь, олово, алюминий, цирконий). Для некоторых материалов получен порошок идеальной сферической формы микрочастиц, что может представлять интерес для различных технологий.
Исследованы механические свойства тонких пленок из сополимера этилена и винила-
цетата, наполненного специально синтезированными наночастицами оксида олова.
Наночастицы оксида олова, синтезированные в плазменном разряде под действием
ультразвуковой кавитации, имеют размер 50–60 нм, а при последующем ультразвуко-
вом воздействии размер частиц снижается до 30–40 нм. С использованием этих двух
видов наночастиц (до и после ультразвукового воздействия) получены и исследованы
образцы пленок из композиционных материалов. Проведены физико-механические ис-
пытания пленки из композиционного материала с различным содержанием наноча-
стиц оксида олова: 1 и 3 % масс. Получены данные о значениях модуля упругости, ко-
эффициента Пуассона, предела пропорциональности, модуля сдвига, предела
текучести, предела прочности и предельной деформации. Результаты механических
испытаний показывают, что ультразвуковая обработка наночастиц оксида олова пе-
ред их импрегнированием в полимерную матрицу положительно влияет на физико-
механические свойства пленок из исследованного композиционного материала.