Рассмотрены конструкции плазмотрона переменного тока и созданной на его базе плазмохимической установки по получению высокодисперсных порошков тугоплавких металлов, представлены экспериментальные исследования основных рабочих параметров и характеристик плазмотрона.
The paper deals with the design of an AC plasma torch, created on its basis a plasma-chemical installation for the production of fine powders of refractory metals. The paper presents experi-mental studies of the main operating parameters and characteristics of the plasma torch.
Идентификаторы и классификаторы
- SCI
- Физика
- Префикс DOI
- 10.51368/1996-0948-2022-2-72-77
- eLIBRARY ID
- 48212479
В ходе работ модернизирован и подготовлен для работы с газовыми смесями плазмотрон переменного тока мощностью 5 кВт, опробована конструкция плазмохимического реактора на базе этого плазмотрона, отработаны их основные узлы и определены некоторые рабочие характеристики.
По итогам экспериментальных исследований выявлено, что добавление углеводородной компоненты или водорода в плазмообразующий газ заметно изменяет условия горения дуги. Это проявляется как в повышении общего уровня напряжения на дуге, так и в изменении характера горения дуги. Эти эффекты проявляются практически сразу, даже при незначительном (менее 1 об. %) содержании углеводородной компоненты или водорода в плазмообразующей смеси.
На плазмохимической установке по получению карбидных материалов выполнены эксперименты по определению соотношений смеси аргона и метана CH4 для обеспечения устойчивой работы плазмотрона достаточной для получения карбида вольфрама.
Список литературы
- Safronov A. A., Vasileva O. B., Dudnik Yu. D., Kuznetsov V. E., Shiryaev V. N., Subbotin D. I., Pavlov A. V. / Proc. 14th High-Tech Plasma Processes (HTTP14). 2016. P. 81.
- Safronov A. A., Vasileva O. B., Dudnik Yu. D., Kuznetsov V. E., Shiryaev V. N. / Proc. Int. Conf. “Sovremennyye problemy teplofiziki i energetiki”. Moscow. in 2 Vol. 2017. P. 251–252.
- Кушхов Х. Б., Карданов А. Л., Адамокова М. Н. // Расплавы. 2012. № 4. С. 65.
- Балахонов Д. И., Макаров И. А. // Расплавы. 2020. № 2. С. 113.
- Калинин В. Т., Дудников А. С., Качан А. Я., Калинина Н. Е. // Вестник двигателестроения. 2007. № 1. С. 166.
- Калинин В. Т. Системные технологии. – Д.: НМетАУ. 2001.
- Сафронов А. А., Кузнецов В. Е., Дудник Ю. Д., Ширяев В. Н., Васильева О. Б. // Прикладная физика. 2021. № 3. С. 66.
- Dudnik Y. D., Safronov A. A., Kuznetsov V. E., Shiryaev V. N., Vasilieva O. B., Subbotin D. I., Popkov V. I. // J. Phys.: Conf. Ser. 2019. P. 012127.
- Сафронов А. А., Кузнецов В. Е., Васильева О. Б., Дудник Ю. Д., Ширяев В. Н. // Приборы и техника эксперимента. 2019. № 2. С. 58.
- Сафронов А. А., Васильева О. Б., Дудник Ю. Д., Кузнецов В. Е., Ширяев В. Н. // Теплофизика высоких температур. 2018. Т. 56. № 6. С. 926.
- A. A. Safronov, O. B. Vasileva, Yu. D. Dudnik, V. E. Kuznetsov, V. N. Shiryaev, D. I. Subbotin, and A. V. Pavlov, in Proc. 14th High-Tech Plasma Processes (HTTP14). 2016. P. 81.
- A. A. Safronov, O. B. Vasileva, Yu. D. Dudnik, V. E. Kuznetsov, and V. N. Shiryaev, in Proc. Int. Conf. “Sovremennyye problemy teplofiziki i energetiki” (Moscow, in 2), vol. 2017. P. 251–252.
- H. B. Kushkhov, A. L. Kardanov, and M. N. Adamokova, Rasplavi, No. 4, 65 (2012).
- D. I. Balakhonov and I. A. Makarov, Rasplavi, No. 2, 113 (2020).
- V. T. Kalinin, A. S. Dudnikov, A. Ya. Kachan, and N. E. Kalinina, Vestnik dvigatelestroeniya, No. 1, 166 (2007).
- V. T. Kalinin, Sistemnie technologii (NMetAU, D., 2001).
- A. A. Safronov, V. E. Kuznetsov, Yu. D. Dudnik, V. N. Shiryaev, and O. B. Vasileva, Applied Physics, No. 3, 66 (2021) [in Russian].
- Y. D. Dudnik, A. A. Safronov, V. E. Kuznetsov, V. N. Shiryaev, O. B. Vasilieva, D. I. Subbotin, and V. I. Popkov, J. Phys.: Conf. Ser., 012127 (2019).
- A. A. Safronov, V. E. Kuznetsov, O. B. Vasileva, Yu. D. Dudnik, and V. N. Shiryaev, Pribory i tekhnika eksperimenta, No. 2, 58 (2019).
- A. A. Safronov, O. B. Vasileva, Yu. D. Dudnik, V. E. Kuznetsov, and V. N. Shiryaev, Teplofizika vysokikh temperatur 56 (6), 926 (2018).
Выпуск
С О Д Е Р Ж А Н И Е
ФИЗИКА ПЛАЗМЫ И ПЛАЗМЕННЫЕ МЕТОДЫ
Иванов И. Е.
Определение эффективной мощности микроволнового импульса 5
Сидилёв Д. В., Воронина Е. Д., Кожина О. И., Грудинин В. А., Столбовская Г. Н.
Азотирование стали 40х13 в индуктивно-связанной плазме: влияние потенциала смещения образца 16
ФОТОЭЛЕКТРОНИКА
Нифтиев Н. Н., Мамедов Ф. М., Мурадов М. Б.
Электропроводность монокристаллов MnIn2Se4 в переменном электрическом поле 24
Мадаминов Х. М.
Полевые свойства pSi-nSi1-xSnx (0 x 0,04) гетероструктур 28
Утамурадова Ш. Б., Станчик А. В., Файзуллаев К. М., Бакиров Б. А.
Комбинационное рассеяния света монокристаллами кремния, легированных атомами хрома 33
ФИЗИЧЕСКОЕ МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ
Азаматов З. Т., Утамурадова Ш. Б., Базарбаев Н. Н., Бекчанова М. Р., Азаматов Т. З., Бахромов А. Б.
Голографические свойства халькогенидных стеклообразных полупроводниковых пленок 39
Константинов В. О., Щукин В. Г., Шарафутдинов Р. Г.
Получение поликристаллического кремния из моносилана газоструйным плазмохимическим методом. Моделирование и эксперимент 45
ФИЗИЧЕСКАЯ АППАРАТУРА И ЕЁ ЭЛЕМЕНТЫ
Василяк Л. М., Кудрявцев Н. Н.
Особенности применения импульсных ксеноновых УФ-облучателей для обеззараживания воздуха и помещений 50
Блохин А. А., Ребров И. Е., Ямщиков В. А.
Детектирование токов в процессе электроформования на электроды, разделённые зазором 56
Гасанов А. Р., Гасанов Р. А., Рустамов А. Р., Ахмедов Р. A., Сулейманов И. И., Садыхов М. В.
Акустооптический спектрально-временной анализатор 62
Кузнецов В. Е., Дудник Ю. Д., Сафронов А. А., Ширяев В. Н., Васильева О. Б.
Исследование плазмотрона переменного тока для получения высокодисперсных порошков тугоплавких металлов 72
C O N T E N T S
PLASMA PHYSICS AND PLASMA METHODS
I. E. Ivanov
Determining the effective power of a microwave pulse 5
D. V. Sidelev, E. D. Voronina, O. I. Kozhina, V. A. Grudinin, and G. N. Stolbovskaya
Nitriding of 40h13 steel in inductively coupled plasma: role of a bias potential 16
PHOTOELECTRONICS
N. N. Niftiyev, F. M. Mammadov, and M. B. Muradov
Electrical conductivity of MnIn2Se4 single crystals in an alternating electric field 24
Kh. M. Madaminov
Field properties of pSi-nSi1-xSnx (0 x 0.04) heterostructures 28
Sh. B. Utamuradova, A. V. Stanchik, K. M. Fayzullaev, and B. A. Bakirov
Raman scattering of light by silicon single crystals doped with chromium atoms 33
PHYSICAL SCIENCE OF MATERIALS
Z. T. Azamatov, Sh. B. Utamuradova, N. N. Bazarbaev, M. R. Bekchanova, T. Z. Azamatov, and А. B. Baxromov
Holographic properties of chalcogenide glassy semiconductor (CGS) films 39
V. O. Konstantinov, V. G. Shchukin, and R. G. Sharafutdinov
Polycrystalline silicon production from monosilane by gas-jet plasma-chemical method. Modeling and experiment 45
PHYSICAL APPARATUS AND ITS ELEMENTS
L. M. Vasilyak and N. N. Kudryavtsev
The specificity of the usage of pulsed xenon UV irradiators for disinfection of air and rooms 50
A. A. Blokhin, I. E. Rebrov, and V. A. Yamshchikov
Detection of currents during electrospinning on two collector systems with a gap 56
A. R. Hasanov, R. A. Hasanov, A. R. Rustamov, R. A. Ahmadov, I. I. Suleymanov, and
М. V. Sadikhov
Acousto-optic spectral-time analyzer 62
V. E. Kuznetsov, Yu. D. Dudnik, A. A. Safronov, V. N. Shiryaev, and O. B. Vasilieva
Investigation of an alternating current plasma torch for obtaining highly dispersed powders of refractory metals 72
Другие статьи выпуска
Акцентируется высокое научно-практическое значение проблемы быстрого обнаружения и измерения параметров радиосигналов в широкой полосе частот. Оцениваются особенности дифракции Брэгга в контексте синтеза мелкомасштабного быстродействующего измерителя радиочастот. Обсуждается схема измерителя радиочастот, которая составлена на основе дифракции Брэгга. Проводится схемно-математическое моделирование алгоритма функционирования предложенного устройства.
Доказывается возможность реализации многоканального приема радиоимпульсов путем подбора углов падения оптических пучков в апертуру фотоупругой ячейки, что позволяет использовать широкую полосу рабочих частот акустооптического модулятора в полном объеме. Сформулированные утверждения апробируются численными экспериментами. Результаты схемно-математического моделирования и расчетов натурно исследуются. Некоторые результаты натурных экспериментов приводятся в виде таблицы и осциллограмм, которые обсуждаются в контексте мелкомасштабного частотного анализа в заданном диапазоне.
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.
Анализ технологий УФ-обеззараживания воздуха и помещений показал, что происходит переход к УФ-облучателям с высокой средней мощностью (1–2 кВт). Эффективность обеззараживания импульсным ксеноновым источником полностью определяется классическим механизмом обеззараживания и полученной УФ-дозой. В качестве базового значения рекомендуется принять дозу 25 мДж/см2.
Предложен метод плазмохимического получения поликристаллического кремния. Метод основан на разложении моносилана, подаваемого в реактор в виде сверхзвуковой струи и активированного с помощью электронного пучка. Проведено газодинамическое моделирование распределения потерь кремния в процессе осаждения. Определены коэффициент разложения моносилана с помощью масс-спектрометрических измерений, а также коэффициенты прилипания кремния к поверхности и коэффициент использования моносилана при помощи газодинамического моделирования и весовых измерений.
Рассматривается возможности использования халькогенидных стеклообразных полупроводниковых пленок (ХСП) для записи голографических информации. Приведены схемы и результаты исследования дифракционный эффективности в зависимости от времени экспозиции и голографических характеристик халькогенидных стеклообразных полупроводниковых пленок под влиянием -облучения. Установлено, что в интервале доз облучения (103–109 Р Рентген,) оптические свойства ХСП пленок и дифракционные эффективности записанных голограмм практически не меняются. Также доказано, что срок хранения записанных голограмм при определенных условиях составляет 15 лет и более.
Представлены экспериментальные результаты исследования монокристаллического Si (111), легированного хромом. Исследования проводились с использованием метода спектроскопии комбинационного рассеяния света (Рамановская спектроскопия). Обнаружено, что легирование переходных элементов к чистому кремнию приводит к уменьшению интенсивности рамановских пиков в несколько раз, а также к образованию дополнительных пиков на спектрах.
Изучены процессы токопрохождения в диодных структурах pSi-nSi1-xSnx (0 x 0,04). Из полученных результатов видно, что в исследованных образцах, при малых напряжениях ток подчиняется закону Ома. А при дальнейшем увеличении напряжения начинается рост тока по нелинейному закону. На основе анализа зависимости установлено, что нелинейность обусловлена полевым эффектом Пула-Френкеля. На основе выполненных анализов полученных результатов обоснована перспективность использования твердых растворов Si1-xSnx (0 x 0,04), выращенных на кремниевых подложках, в качестве активного материала в преобразователях тепловой энергии в электрическую энергию на основе термовольтаического эффекта.
Приведены результаты экспериментальных исследований частотных и температурных зависимостей электропроводности монокристаллов MnIn2Se4 в переменном электрическом поле. B MnIn2Se4 изменение электропроводности в зависимости от частоты можно объяснить следующим образом: в монокристаллах существуют кластеры, содержащие локализованные состояния с близкой энергией, и перескок электронов осуществляется между ними. Из температурных зависимостей проводимости определены энергии активации. Проводимость в этих монокристаллах характеризуется зонно-прыжковым механизмом.
Рассмотрено влияние амплитуды электрического потенциала смещения на структурные и функциональные свойства стали 40х13 при высокочастотном азотировании в индуктивно-связанной плазме смеси аргона, водорода и азота. В результате азотирования формируется трёхслойная структура в приповерхностном слое, кристаллическая структура которого зависит от прикладываемого к нему потенциала смещения. Толщина азотируемого слоя и шероховатость поверхности нелинейно зависят от амплитуды потенциала вследствие изменения интенсивности распыления поверхности ионами из плазмы. Износостойкость в условиях сухого трения и коррозионная стойкость стали 40х13 в растворе 3,5 масс. % NaCl повышаются по мере увеличения амплитуды потенциала смещения от -20 до -80 В, о чём свидетельствует снижение скорости износа от 5,010-4 до 4,810-7 мм3/(мН) и плотности тока коррозии от 1,610-9 до 1,710-10 А/см2, соответственно. Полученные результаты могут быть использованы для разработки дуплексной технологии обработки материалов.
Предложен метод определения мощности импульса или его фрагмента, основанный на понятии эффективного импульса, эффективной мощности и эффективного времени. Данная методика не зависит от формы и длительности осциллограммы импульса, а использует только вычисление энергии и определение координат центра тяжести квадрата амплитуды импульса. Это позволяет стандартизировать процедуру цифровой обработки сигнала для определения мощности независимо от длительности и формы импульса и спектрального состава.
Издательство
- Издательство
- АО "НПО "ОРИОН"
- Регион
- Россия, Москва
- Почтовый адрес
- 111538, г Москва, р-н Вешняки, ул Косинская, д 9
- Юр. адрес
- 111538, г Москва, р-н Вешняки, ул Косинская, д 9
- ФИО
- Старцев Вадим Валерьевич (ГЕНЕРАЛЬНЫЙ ДИРЕКТОР)
- E-mail адрес
- orion@orion-ir.ru
- Контактный телефон
- +7 (499) 3749400