Архив статей журнала
Приведены данные по экспериментам с разрядами над жидкостями такими, как вода, спирт, глицерин и их смесями. Разряды развивались под верхним электродом в виде иглы, или набора игл. В качестве нижнего электрода использовалась кювета, заполненная веществом, к которой подводилось заземление. Во всех случаях в жидкости под верхним электродом на поверхности вещества возникает воронка, или волны, что свидетельствует о влиянии ионного ветра на поверхностный слой. В случае дистиллированной воды, спирта, смесей спирта с водой и спирта с глицерином на поверхности жидкости под верхним электродом появляются струи и фонтаны, в случае керосина – волны по его поверхности и пузырьки внутри жидкости. Появление струй и их разрушение на капли отражают развитие гидродинамических явлений над заряженными жидкостями. Приведена попытка качественной интерпретации результатов наблюдений, проведены полукачественные оценки.
Формулируется и доказывается метод отражений для точечного заряда, расположенного рядом с плоскослоистой средой, расположенной на диэлектрическом полупространстве. Метод обобщается на случай произвольной системы зарядов и применяется для решения математически аналогичных задач электростатики и стационарной теплопроводности плоскослоистых сред. Рассматривается приложение метода к задачам нахождения распределений электростатического потенциала в окрестности вытянутого металлического эллипсоида и металлического тела вращения сложной формы, расположенных вблизи плоскослоистой структуры, состоящей из одной диэлектрической пленки, расположенной на диэлектрическом полупространстве. Показывается, как применить результаты, полученные для электростатических задач, к аналогичным задачам нахождения распределения температур равномерно нагретых тел той же геометрии, расположенных вблизи теплопроводящей плоскослоистой структуры, расположенной на теплопроводящем полупространстве.
Разнообразные лазерные технологии активно используются в металлообработке.
В частности, лазерная ударная обработка (ЛУО) является наиболее эффективным способом увеличения ресурса металлоконструкций, подверженных многоцикловой нагрузке. Она используется для увеличения ресурса дорогостоящих элементов конструкции, например, деталей авиационных двигателей. Такой обработке рекомендуется подвергать детали, прошедшие определенный срок эксплуатации. Однако, в дополнение к ЛУО, в технологический цикл имеет смысл добавить некоторые сопутствующие лазерные технологии, такие как очистка, полировка и наплавка. Эти технологии уже давно применяются в обработке металлов. Бывшие в употреблении детали, прежде всего, нуждаются в тщательной очистке перед проведением процесса ЛУО. Для этого наиболее эффективна лазерная очистка. Затем деталь может нуждаться в ликвидации забоин, для чего весьма эффективна лазерная наплавка. После проведения этих операций, а также ЛУО, обычно требуется полировка детали, которая также возможна с использованием лазерной технологии. В данной статье рассмотрены основные лазерные методы очистки, наплавки и полировки металлических конструкций, которые могут быть использованы, как совместно действующие.
Проведены исследования свечения наносекундного диффузного разряда между двумя остриями с высоким пространственным разрешением. При атмосферном давлении воздуха, а также при давлениях 300, 100 и 30 Торр, обнаружено большое число тонких светящихся треков, стартующие из области ярких пятен на электродах.
Показано, что форма треков изменяется от прямых линий до извилистых, а направление их движения в ряде случаев может меняться на противоположное. Установлено, что в условиях формирования тонких светящихся треков, в спектре излучения диффузной плазмы при резко неоднородном электрическом поле и наносекундной длительности импульса напряжения доминируют полосы второй положительной системы азота. С помощью ICCD камеры показано, что излучение треков в первые десятки наносекунд на фоне широких стримеров и диффузного разряда не регистрируется. Выдвинута гипотеза, объясняющая появление многочисленных треков при пробое воздуха в неоднородном электрическом поле.
Предложена расчетно-экспериментальная методика оценки параметров стационарной пучковой плазмы: средних по ее объему концентрации свободных электронов и степени ионизации газовой компоненты. Мощность пучка электронов, как и длина их пробега, находятся по измерениям вольтамперной характеристики и энергетической эффективности генераторов электронных пучков. Степень ионизации смеси газов рассчитана в предположении баланса процессов ионизации и рекомбинации заряженных частиц. Показано, что в плазме, созданной генератором электронного пучка в смеси газов среднего давления, ключевую роль в рекомбинации играет диссоциативная рекомбинация частиц. Даны оценки достоверности исходных допущений. Используя измеренные вольтамперные характеристики, проведены расчеты характеристик плазмы в смеси газов (О2 – 20,9 %, N2 – 78,1 %, пары H2O – 1 %) при давлении от 1 до 2,5 кПа.
Рассматривается проблема контроля фрагментов космического мусора техногенного происхождения. Для динамичных низкоорбитальных фрагментов исследуются алгоритмы цифровой статистической обработки коротко-экспозиционных изображений, получаемых в безизбыточной матрице апертурного синтеза. Специфические особенности оптической передаточной функции (ОПФ) безизбыточной матрицы, а именно, ее «островной» характер, приводят к трудностям восстановления неискаженного атмосферой пространственного спектра объекта контроля во всей пространственно-частотной области матрицы. Показано, что для восстановления неискаженного атмосферой модуля пространственного спектра объекта во всей области пространственных частот матрицы необходимо использовать модифицированный нами алгоритм метода Лайбери. Для восстановления фазы пространственного спектра объекта на «островах» пространственно-частотной области необходимо использовать модифицированный алгоритм метода Нокса-Томпсона, а для сшивания фаз, полученных в «островах», по всей области пространственных частот матрицы и восстановления фазы пространственного спектра от объекта необходимо использовать модифицированный алгоритм метода тройных корреляций.
Представлены результаты спектроскопических измерений свечения плазмы микро-
волновых разрядов в экспериментах по синтезу каталитических структур микро и
наноразмеров при воздействии мощных импульсов микроволнового излучения гиро-
трона (длина волны 4 мм, длительность импульса 2–8 мс, мощность до 500 кВт),
на смесь порошков магния Mg и двуокиси титана TiO2 . Эксперименты проводились
в воздухе. Регистрация спектров свечения СВЧ-разрядов выполнялась спектромет-
рами «AvaSpec» различных типов в диапазонах длин волн от 219 нм до 920 нм. Заре-
гистрированы спектральные линии нейтральных атомов и однократно ионизован-
ных ионов магния и титана. Изучались характеристики спектральных линий во
время действия импульса микроволнового излучения и после его окончания. Анализ
полученных результатов показал, что для атомов титана хорошо выполняется
условие частичного локального термодинамического равновесия (ЛТР), что позво-
ляет сделать достаточно надежные оценки электронной температуры плазмы,
величина которой находится в интервале значений 0,2–0,4 эВ. В то же время для
ионов титана ЛТР в микроволновом разряде не выполняется. Сравнимые величины
интенсивности линий атомов и ионов титана в разрядах при электронной темпе-
ратуре 0,2–0,4 эВ, которая более чем на порядок меньше потенциала ионизации
титана, указывают на сильную неравновесность плазмы микроволнового разряда в
порошках. Зарегистрированные в разрядах полосы монооксида титана TiO указы-
вают о протекании в микроволновом разряде плазмохимических реакций.
Проведено исследование золото-рутениевых гальванопокрытий с технологически-
ми антидиффузионными подслоями из сплавов Cо-W и Ni-Mо. Опытными образца-
ми служили контакт-детали серийно выпускаемых герконов МКА-14. Оценено вли-
яние данных технологических подслоев на ряд основных характеристик покрытия,
таких как микротвердость, пористость и шероховатость. Исследовано изменение
состояния поверхности контакт-детали в процессе послойного формирования по-
крытия. Проведены коммутационные испытания партий экспериментальных маг-
нитоуправляемых контактов МКА-14 с тремя типами золото-рутениевого кон-
тактного покрытия в режимах 50 мВ, 5 мкА, 50 Гц и 12 В, 0,25 А, 50 Гц.
Проанализирована динамика изменения их контактного сопротивления в ходе
коммутаций.
Для построения охлаждаемых фотоприемных устройств на основе CdHgTe прове-
дена оценка параметров перспективных двухслойных р+/n, трехслойных p+/ν)/n+ и
барьерных nBn архитектур. Каждая из рассмотренных архитектур является эта-
пом создания более совершенной технологии изготовления фотонных фотоприем-
ных устройств на основе CdHgTe, что обеспечивает их работу при повышенной
температуре. Показано, что уменьшение темнового тока достигается использо-
ванием архитектур с конструируемой зонной диаграммой, включающей поглоща-
ющие слои n-типа проводимости. Проведенные расчеты подтверждают возмож-
ность реализации высокотемпературного режима работы ФЧЭ на основе CdHgTe
Представлены эксперименты по теневой визуализации импульсного разряда атмосферного
давления в квазиоднородном и сильно неоднородном электрическом поле. В них исследуется
(наблюдается) ударная волна, образующаяся при импульсном пробое короткого газового
промежутка атмосферного давления, инициируемого искровым разрядом по поверхности
диэлектрика. Проведен сравнительный анализ особенностей распространения ударной
волны при её возбуждении в разрядных устройствах различной геометрии.
По излучению молекулы оксида титана (TiO) была проведена оценка газокинетиче-
ской температуры плазмы в реакции синтеза микрочастиц диоксида титана
(TiO2 ) с нанесенными на них наночастицами меди (Cu). Реакции синтеза иницииро-
вались СВЧ-излучением мощного гиротрона в смеси порошков диоксида титана и
меди. В результате были получены материалы, включающие в свой состав микро-
размерные частицы диоксида титана округлой формы размером от 10 мкм до
200 мкм с нанесенными на их поверхность наночастицами меди. Концентрация
меди в смесях порошков менялась от 0,1 % до 20 % по весу. Газокинетическая тем-
пература оценивалась по спектру излучения
-системы молекулы TiO в диапазоне
от 700 нм до 720 нм. Полосы в этом диапазоне обусловлены электронными перехо-
дами между молекулярными состояниями А3Ф–Х3
. Увеличение концентрации ме-
ди в смеси порошков не приводило к СВЧ-пробою, пробой произошел при примене-
нии инициатора. Показано, что с изменением концентрации меди синтез
осуществляется при одинаковых газокинетических температурах 5500
500 К,
которые, таким образом, не зависят от содержания меди в смеси порошков.
Дан обзор новых наиболее интересных результатов, представленных на LI Между-
народной Звенигородской конференции по физике плазмы и управляемому термо-
ядерному синтезу, состоявшейся с 18 по 22 марта 2024 года в г. Звенигород Москов-
ской области. Проведен анализ достижений в основных направлениях развития
исследований в области физики плазмы в России и их сравнение с работами за ру-
бежом.