Публикации автора

Исследованы оптические свойства наносекундных разрядов, возбуждаемых импульсами напряжения длительностью 0,7 и 13 нс, в воздухе с различной влажностью при атмосферном давлении. Изучен переход от диффузного разряда к контрагированному, который имеет неоднородное распределение излучения по длине промежутка. Получены оптические эмиссионные спектры плазмы данных разрядов в различных режимах. Подтверждено, что при наносекундном пробое возникает диффузный «канал» плазмы (диффузный разряд) в результате слияния встречных стримеров большого диаметра. Установлено, что при относительно большой длительности импульса в промежутке вначале формируется диффузный разряд, который затем контрагирует. Канал разряда при этом состоит из отдельных филаментов и характеризуется свечением белого цвета. Показано, что спектры излучения плазмы диффузного и контрагированного разрядов отличаются друг от друга наличием широкополосного континуума, а также интенсивных атомарных и ионных линий кислорода, азота, водорода и материала электродов. Установлено, что увеличение относительной влажности воздуха повышает спектральную плотность энергии излучения атомов и ионов металла и широкополосного излучения. Выдвинуто предположение, объясняющее появление широкополосного континуума во влажном воздухе при контрагированном разряда.

Определено сравнительное действие неравновесной плазмы атмосферного давления на краевой угол смачивания металлических поверхностей (Cu, нержавеющая сталь, сплав Al-Mg). При этом плазму формировали в апокампическом и наносекундном диффузном разрядах в воздухе и в плазменной струе аргона. Обработка в течение 15, 30, 60, 120 и 240 секунд выявила, что для получения максимальной гидрофильности во всех случаях достаточно 30–60 сек. Более простые в технической реализации апокампический разряд в воздухе и импульсный разряд в потоке аргона не уступают по способности к увеличению гидрофильности наносекундному атмосферному разряду. Отмечено частичное сохранение гидрофильных свойств в течение суток после всех трёх типов обработки.

Исследовано свечение алмазов IIа типа (природного и искусственного) под воздействием пучка убегающих электронов субнаносекундной длительности и излучения импульсной KrClэксилампы. Показан существенный вклад катодолюминесценции (КЛ), а также фотолюминесценции (ФЛ) на спектры излучения в области 310–650 нм. Излучения Вавилова-Черенкова (ИВЧ) зарегистрировано только в области 225–310(350) нм и только с помощью монохроматора и ФЭУ. Измерены задержки между импульсами ИВЧ и КЛ. Показано, что коротковолновое ультрафиолетовое излучение усиливает интенсивность ФЛ.

В воздухе, азоте, аргоне и гелии атмосферного давления исследовано излучение плазмы диффузного разряда, формируемой между двумя электродами с малым радиусом кривизны. При наносекундной длительности импульса напряжения и милиджоульных энерговкладах в газ зарегистрированы треки частиц, вылетающих из ярких пятен на электродах, в том числе, под прямым углом к их поверхности. Показано, что в этих условиях длина треков зависит от полярности электрода и, что в воздухе треки заканчиваются более яркой областью свечения. Установлено, что наибольшую интенсивность излучения при разрядах в четырёх различных газах (воздух, азот, аргон и гелий) имеют треки, которые формируются в воздухе. Из этого, а также из зарегистрированной ранее длительности свечения треков в сотни микросекунд, следует, что их излучение в основном определяется нагревом материала электрода в результате взаимодействия с кислородом.

Проведены исследования генерации пучков убегающих электронов (УЭ) и формирования диффузных разрядов при пробое промежутков с катодом, который имеет малый радиус кривизны. В воздухе и азоте повышенного давления на основе регистрации и анализа характеристик излучения разряда, а также параметров тока пучка УЭ и динамического тока смещения показано, что в зависимости от условий (приведённая напряжённость электрического поля, сорт газа и его давление, конструкция и материал катода, амплитуда и фронт импульса напряжения) реализуется различные режимы генерации пучков УЭ. Установлено, что соотношение скорости фронта волны ионизации (стримера) и убегающих электронов, а также конструкция катода и времени задержки до взрыва катодных микронеоднородностей существенно влияют на режим генерации УЭ. Определены условия реализации различных режимов, приведены осциллограммы импульсов тока пучка и фотографии свечения промежутка.

Представлено устройство и рассмотрены особенности функционирования источника плазмы на основе тлеющего разряда атмосферного давления, основным назначением которого является получение потоков плазмы, содержащей металлический компонент. Приводится краткий обзор современного состояния методов генерации металлсодержащей плазмы при атмосферном давлении. Обозначены перспективы применения описываемой разрядной системы в исследованиях по получению ультрадисперсных порошков и функциональных покрытий.

Исследована степень разложения метилэтилкетона в водном растворе при воздействии плазмы высоковольтного наносекундного разряда, инициируемого над поверхностью и в объёме раствора. Электроразрядная очистка от тестового загрязнителя производилась для образцов растворов на основе дистиллированной и грунтовой вод. Наибольшая степень разложения метилэтилкетона около 94 % была получена для случая раствора на основе грунтовой воды при воздействии неравновесной низкотемпературной плазмы разряда в воздухе атмосферного давления, формируемой над поверхностью раствора. Показано, что увеличение степени разложения тестового загрязнителя обеспечивается в режиме растягивания во времени процесса обработки растворов плазмой, а не увеличения частоты следования импульсов напряжения.

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.

Дано описание физических принципов и современной техники получения спонтанного вакуумного ультрафиолетового излучения для трёх случаев: формирование линейчатых спектров атомов, линейчатых спектров многозарядных ионов и континуальных спектров эксимерных молекул. Параметры источников излучения соотнесены с их приложениями ‒ реальными и потенциальными. Представлены различные принципиальные схемы формирования вакуумного ультрафиолетового излучения: с использованием ВЧ-разрядов H- и E-типа; разряда в полом катоде; тлеющего, барьерного и дугового разрядов; высоковольтного наносекундного разряда в промежутках с резко неоднородным распределением напряженности электрического поля; лазерные, разрядные и гибридные схемы для формирования излучения многозарядных ионов; возбуждение газовых мишеней в условиях гиротронного подогрева плазмы. Обзор охватывает уровень техники за последние 20 лет

Определено влияние активированной плазмой грунтовой воды на всхожесть и про-дуктивность яровой пшеницы (Triticum aestivum L.) в полевых условиях. Растворы ак-тивированной плазмой грунтовой воды, получали в пузырьковом разряде на основе грунтовой воды, которая подвергалась защелачиванию. Сделан анализ структуры урожая и качества полученного зерна. Показано, что стартовый девятидневный полив семян такими растворами ускоряет их прорастание, повышает урожайность на 2,5 % с сохранением качества зерна по сравнению с контрольным вариантом с поливом обычной грунтовой водой. Обработка повысила содержание белка в зерне на 1,7 %. Предложена гипотеза для объяснения полученных результатов.