The accounting of the features of gas discharge plasma at the development of the plasma-chemical reactor with a liquid cathode (original) (raw)
Related papers
Journal of Engineering Physics and Thermophysics, 2011
Плазмохимическое осаждение углеродных пленок из смеси углеводородов (метан, пропан-бутан) с гелием проводилось в условиях разряда постоянного тока при атмосферном давлении. Металлические (Ni, Cu) подложки подключались на отрицательный полюс источника и служили катодом в процессе разряда. При малых временах осаждения наблюдается образование преимущественно разупорядоченных пленок из графитовых кристаллитов. С увеличением продолжительности осаждения формируется массив углеродных нанотрубок, покрытых структурированным углеродом, по краю пленки образуются слои графитированных чешуек. Ключевые слова: плазмохимическое осаждение, катодное покрытие, углеродные наноматериалы, пленки, нанотрубки, графитовые кластеры. Введение. Углеродные покрытия обладают ценными технологическими свойствами, например, алмазоподобные пленки имеют высокую прочность и износостойкость, массивы углеродных нанотрубок (УНТ) служат электронными эмиттерами, являются основой радиопоглощающих покрытий, композитов, и т. д. [1]. Выращивание углеродных пленок проводится путем пиролиза углеводородов [2], выделением углерода из пересыщенного раствора в металле [3], плазмохимическим осаждением углерода из смеси углеродсодержащих газов, преимущественно при пониженном давлении [4], и другими методами. Формирование наноструктурированных пленок может осуществляться с применением контактной плазмы барьерного разряда при атмосферном давлении [5]. При этом на фоне аморфного углерода удается вырастить массивы углеродных нанотрубок, в том числе при пониженных температурах подложки вплоть до 200 о С [6]. Скорость роста наноматериалов ограничивается относительно невысокими значениями удельного энерговклада в барьерном разряде. Различные пленки и массивы углеродных нанотрубок могут формироваться при атмосферном давлении на металлической поверхности из продуктов разложения углеводородов в плазме высоковольтного разряда постоянного тока [7-9]. Осаждение углерода в этих экспериментах происходило за зоной разряда в условиях релаксирующей плазмы, подложка для осаждения не подключалась в цепь питания разряда. В данной работе проводилось выращивание углеродных пленок в условиях разряда постоянного тока при атмосферном давлении в смеси углеводородов (метан, пропан-бутан) с гелием, причем подложка являлась электродомкатодом в цепи разряда. Целью работы было определение структуры получаемых углеродных пленок и зависимости их свойств от режимов осаждения. Условия проведения экспериментов. В качестве подложек использовались никель и медь. Осаждение производилось в режимах как стабилизированного тока, так и тока, пульсирующего с частотой 100 Гц. Для обеспечения устойчивого горения разряда анод цилиндрической формы диаметром несколько миллиметров устанавливался с зазором 1-10 мм от подложки [10]. При токе меньше 100 мА область плазменного воздействия представляет собой круговое пятно диаметром до 10 мм, катодное падение напряжения составляет ~200 В и плотность мощности на поверхности подложки превышает 10 Вт/см 2 [11]. По этой причине в случае формирования катодной пленки на тонкой (50 мкм) фольге может происходить локальный неоднородный прогрев зоны плазменного воздействия до температур 1000 о С и выше. Анализ структуры полученных пленок осуществлялся с помощью растровых электронных микроскопов марки LEO1455VP и SUPRA 55 фирмы "Carl Zeiss", а также просвечивающего микроскопа JEM 100CX. Рентгеноспектральный микроанализ проводился с использованием энергодисперсионного SiLi-полупроводникового детектора фирмы "Röntec" (Германия). Спектр комбинационного рассеяния снимался на спектрографе "ACTON Research Сorporation" модели "Spectra Pro 500i" при длине волны возбуждающего излучения 522 нм и мощности 30 мВт.
Device for Exciting and Maintaining Microwave Discharges in Plasma Chemical Reactors
Device for exciting long-distance discharges in gas flows includes source of electromagnetic microwave oscillations, which is interconnected with metal waveguide of rectangular section, with two opposite located holes in the centre of wide walls. Inside waveguide there arranged is concentrator of electric field in the form of hollow current-conducting flattened cone with diameters of bases D and d (D>d), which has electric contact to one wide wall of waveguide along the boundary of hole of larger diameter and gap z between the edge of base with lower diameter and opposite wall of waveguide. Dielectric reactor tube with gas flow flowing through it passes across waveguide through concentrator and hole in opposite wide wall. Value of gap z lies in the range of λ/50 to λ/5, where λ - length of wave of used source of microwave oscillations in vacuum. EFFECT: increasing operating stability of plasmatron on surface plasma wave in plasma chemical processes in wide range of pressures of p...
Izvestiya Vuzov. Poroshkovaya Metallurgiya i Funktsional’nye Pokrytiya (Proceedings of Higher Schools. Powder Metallurgy аnd Functional Coatings), 2015
Одной из важнейших задач современной техники является повышение надежности и долговечности приборов и оборудования путем нанесения на изделия многофункциональных защитных покрытий. В этих целях широко применяются технологии газотермического (газопламенного, плазменного, детонационного, электродугового) напыления покрытий [1-11], что обусловлено их универсальностью, позволяющей наносить различные по составу покрытия (от пластмасс до тугоплавких соединений), и малым термическим воздействием на основу. Эти методы позволяют:
Increasing efficiency of work of a liquid-gas ejector
RUDN Journal of Engineering Researches, 2019
The proposed solution relates to fluidics and can be used, for example, in the extraction of oil and gas, the collection and preparation of oil, gas and water, the extraction of methane from methane beds, oil refining. The technical result is to increase the efficiency of a liquid-gas ejector by ensuring its work in the field of rational concentrations and salt composition, in which the intensification of energy exchange between the working fluid and the ejected gas is achieved. The essence of the proposed solution: the method of operation of a liquid-gas ejector involves injecting a working fluid with a power pump into the ejector nozzle, pumping gas with an ejector, creating, dispersing and increasing the pressure of a gas-liquid mixture with an ejector using aqueous solutions of salts as a working fluid. The values of the concentration and composition of salts in the working fluid are maintained within the range of rational concentrations and composition of salts, in which increa...
Theoretical and experimental investigations of an electric-discharge plasma of an XeCl laser
Kvantovaya Electronika, 1986
An electric-discharge plasma formed from an XeCl laser mixture (composition He:Xe:HCl = 920:10:1 pressure 2.2 atm) was investigated by absorption probing with pulses from a tunable dye laser. The experimental time dependences of the concentrations of some of the excited components of the plasma were compared with the results of a calculation based on a model with a system of rate equations for 13 components of the plasma and the Boltzmann equation for the electron energy distribution function. The experimentally determined time dependence of the voltage across the discharge gap was used in this model. A satisfactory description of the experimental results was provided by the model. Some of the plasmachemical reactions occurring in a gas discharge were analyzed.
Scientific Herald of Uzhhorod University.Series Physics, 2011
Наведені результати досліджень енергетичних характеристик випромінювання низькотемпературної плазми на сумішах парів диброміду ртуті з азотом, гексафторидом сірки та гелієм. Створення плазми здійснювалось в циліндричному пристрої з об'ємом випромінювання ~1 см 3 бар'єрним розрядом з імпульсноперіодичною формою напруги з тривалістю та частотою слідування імпульсів 400-600 нс та 3-9 кГц, відповідно. Виявлено умови утворення та випромінювання ексиплексів моноброміду ртуті. Встановлено, що найбільша середня та імпульсна потужність випромінювання досягається в суміші HgВr 2-SF 6-N 2-He, і складають значення в режимі саморозігріву суміші 48.8 мВт та 40.6 Вт, відповідно при ККД ≤10 %. Ключові слова: низькотемпературна плазма, пари диброміду ртуті, ексиплекс, синьо-зелена спектральна область, гелій, азот, гексафторид сірки, потужність випромінювання.