Научный архив: статьи

Рассмотрен новый подход к получению “электрического ветра” (ЭВ) в газе, основанный на использовании высокочастотного барьерного разряда. Создан плазменный эмиттер ионов, служащий источником ЭВ. Разработана электрическая схема для формирования ЭВ, исследованы ее электроразрядные и газодинамические характеристики. В условиях атмосферного воздуха на площади около 80 см2 скорость потока превышала 1 м/с, величина потока составляла более 7 л/с.

Проведен обзор методов получения пучков убегающих электронов в газовом разряде. Предложен новый метод, при котором пучок сначала формируется в узком промежутке (~ 1 мм) между катодом и сеткой, а затем он ускоряется полем плазменного столба аномального самостоятельного разряда в основном промежутке (длиной 10—20 мм). Экспериментально получены пучки электронов с энергией около 10 кэВ, плотностью тока 103 A/см2 при давлении молекулярного азота до 100 Торр. Получена генерация в азотном УФ-лазере с энергией ~ 1 мДж при накачке пучком убегающих электронов.

Исследован процесс формирования электрогидродинамического потока в атмосферном воздухе при использовании высокочастотного барьерного разряда, распределенного по поверхности диэлектрика. Рассмотрено влияние изменения параметров полностью твердотельного генератора импульсов с амплитудой напряжения 0—12 кВ, перестраиваемой частотой следования импульсов 10—25 кГц и длительностью импульсов 7 мкс на ток плазменного эмиттера ионов и скоростные характеристики воздушного потока.

Проанализированы основные виды неоднородностей, образующихся в объемном самостоятельном разряде. Рассмотрены возможные механизмы и условия подавления их развития. Получен и исследован предельно однородный объемный самостоятельный разряд в газовых смесях СО2 : N2 : He, в котором отсутствуют локальные плазменные неоднородности. При энерговкладе 170 Дж/л длительность устойчивого горения разряда в смесях газов CO2 : N2 : He = 1 : 2 : 3 атмосферного давления составила 10 мкс.

Создана экспериментальная установка для микро- и наноструктурирования поверхности на основе импульсно-периодических ArF-лазера (λ = 193 нм) u Nd: YAG лазера (λ = 532 нм u λ = 355 нм). Описаны схема работы u основные параметры установки. Экспериментально продемонстрирована возможность получения структур с микронными u субмикронными размерами на поверхности диоксида циркония u титана npu облучении наносекундными лазерными импульсами. Представлены микрофотографии поверхностных структур на образцах из диоксида циркония u титана.

Теоретически и экспериментально исследован электрогидродинамический поток в газе, индуцируемый высокочастотным барьерным разрядом, распределенным по поверхности диэлектрика. Приводятся зависимости ионного тока, скорости газового потока и их пространственные распределения от параметров питания плазменного эмиттера ионов и внешнего электрического поля, определяемого потенциалом на сеточном коллекторе.

Описана установка на основе мощного высоковольтного генератора прямоугольных импульсов и автоматизированного измерительного комплекса для исследования плазменных актуаторов с разветвленной поверхностью барьерного разряда. Экспериментально исследовано влияние параметров электродной системы и толщины актуаторов на скорость электрогидродинамического потока и КПД актуаторов.

Исследована возможность увеличения длительности генерации эксимерного KrF-лазера за счет использования режима накачки активной среды с периодически затухающим напряжением на разрядном промежутке. Для KrF-лазера с максимальной выходной энергией до 30 мДж диапазон изменения длительности импульсов излучения составил 16—45 нс.

Исследована многоразрядная актуаторная система (МАС) на основе усовершенствованной трехэлектродной схемы с экранирующим электродом. Проведена оптимизация геометрических и физических параметров подобной МАС с целью повышения скорости и энергетической эффективности создаваемого потока. Получены экспериментальные зависимости скорости воздушного потока на выходе МАС от частоты, амплитуды напряжения и средней мощности питания. Также представлены зависимости максимальной скорости от суммарной толщины диэлектрической подложки.

При обработке поверхности CuCrZr-бронзы сканирующим пучком наносекундных лазерных импульсов с длиной волны излучения 355 нм выявлено образование структур в виде сфер диаметром около 500 нм, расположенных на ножках высотой до 1 мкм. Обнаружено влияние плотности энергии лазерного излучения и скорости сканирования лазерным пучком на формирование данных субмикронных структур. Показана возможность улучшения качества соединения металлических сплавов при диффузионной сварке за счет лазерной обработки поверхностей заготовок.

Предложена система очистки околоземного пространства от объектов космического мусора в верхних слоях атмосферы на основе плазменного ускорителя, использующего среду верхних слоев атмосферы и излучение Солнца для создания плазменных потоков требуемой интенсивности. Получены оценки основных материальных и энергетических характеристик системы, которые демонстрируют техническую реализуемость предлагаемого устройства.

Разработан датчик региструющий наноамперные токи с осадительных электродов в процессе смены точки осаждения полимерного волокна. Осуществлено измерение тока c электродов, разделённых зазором, в процессе электроформования. Показана корреляция между положением точки осаждения волокна и токами коллекторов с помощью одновременной записи показаний датчика тока и видеосъемки. Получены данные, совпадающие с теоретическим описанием, о временной задержке старта процесса электроформования в зависимости от питающего напряжения и концентрации раствора.