Отзыв оппонента Титова (1097940)

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

В диссертационный совет Д 501.001.66 на базе Московского государственного университета имени М.В.Ломоносова. 119991„Москва, Ленинские горы. д.1, стр.2, Физический факультет МГУ. Отзыв официального оппонента Титова Валерия Александровича на диссертацию Шахатова Вячеслава Анатольевича "Уровневые полуэмпирические столкновительно-излучательные модели в оптической диагностике неравновесных газовых разрядов", представленную на соискание ученой степени доктора физико-математических наук по специальности 01.04.08 — физика плазмы Диссертация В.А. Шахатова посвящена решению важной и актуальной проблемы в области физики плазмы — развитию уровневых столкновитсльноизлучательных моделей применительно к спектральной диагностике неравновесной плазмы и к анализу протекающих в плазме процессов.

Разработанныс автором модели эффективно использованы для определения параметров плазмы и анализа механизмов процессов в газовых разрядах в азоте и водороде при разных способах возбуждения, а также в лазерно-индуцированной плазме при испарении мишени из оксида титана. Актуальность темы обусловлена, в первую очередь, широким использованием оптических методов диагностики как для решения фундаментальных задач в области неравновесной плазмохимии, так и для управления технологическими плазмохимическими процессами и контроля за их протеканием. Действительно, бесконтактные спектроскопические методы в ряде случаев являются основными (если не единственно доступными) инструментами получения информации о внутренних параметрах реагирующей плазмы.

Такая ситуация, в частности, характерна для исследования неравновесной плазмы разрядов атмосферного давления и плазменных струй. Как при любых косвенных измерениях. информативность и достоверность результатов оптической диагностики плазмы определяются корректностью моделей, которые использукпся не только при обработке и интерпретации результатов экспериментов, но и при организации измерений. Сильное отклонение анализируемых плазменных систем от термодннамического равновесия и значительная роль возбужденных состояний атомов и молекул в формировании параметров плазмы, включая энергетическое распределение электронов, значительно осложняют интерпретацию резульгатов оптической диагностики и ограничивают возможности использования ряда упрогцающих допущений.

Повидимому, наиболее плодотворный подход связан с использованием уровневой кинетики с учетом максимального числа элементарных процессов, которые определяюг заселенности внутренних степеней свободы атомов и молекул. На развитие таких детальных моделей применительно к плазме азота и водорода нацелена диссертационная работа В.А. 1!! ахатова. Диссертация, изложенная на 593 страницах, включает в себя введение, 5 глав, отражающих ее содержание, и заключение, в котором кратко сформулированы основные результаты и выводы, Список цитированных источников состоит из 2025 наименований и охватывает монографии и оригинальные статьи по проблеме исследования„включая публикации 2015 года.

Рассматривая содержание диссертации, отметим основные новые результаты, изложенные в ней. В варнав уув а виновны аовавнныа в ор вноварнывнуыыныв уо~юо и методики для определения заселснностей колебательно-вращательных уровней молекул азота в основном электронном состоянии. а также температуры газа с использованием спектроскопии КАРС, оптической интерферометрии и эмиссионной спектроскопии применительно к высокочастотному разряду индукционно-емкостного типа и к тлеющему разряду постоянного тока.

в том числе, в условиях контрагированного разряда. Изложен новый подход к моделированию и обработке спектров КАРС, опирающийся на разработанную автором полуэмпирическую столкновительно-излучательную модель, показаны преимущества метода при определении вращательной и колебательной температур, харакгеризующих соответствующие распределения молекул азота в основном электронном состоянии. Центральное место в этой главе занимает описание уровневой столкновительно-излучательной модели разрядов в азоте, которая основана на совместном решении кинетического уравнения Больцмана для функции распределения электронов по энергии и кинетических уравнений для нейтральных и ионизованных атомов и молекул азота в основном и возбужденных состояниях. От моделей, представленных в литературе, модель автора диссертации отличается более детальным описанием элементарных процессов.

приводящих к изменению заселенностей колебательных уровней молекул. Существенным результатом является формирование базы данных, которая содержит скорректированные наборы уровневых сечений неупругих соударений электронов с молекулами азота и констант скоростей процессов с участием тяжелых частиц. Автор справедливо отмечаст расхождение значений отдельных констант по данным разных авторов и обосновывает выбор констант, использованных при расчетах.

Справедливость разработанной модели подтверждается согласием результатов расчетов с экспериментальными данными, в том числе, полученными другими авторами. Н Ворав . е еиосимонар огс~мримо нм но-р ~молнаое ~ моделирования и интерпретации спектров излучения плазмы и приэлектродных областей разряда постоянного тока и сверхвысокочастотного (СВЧ) разряда в азоте и его смесях с гелием и водородом. Здесь подробно описан набор излучательных переходов, формирующих спектральный состав излучения разрядов. Опираясь на экспериментальные данные и расширенную столкновительно-излучательную модель, автор анализирует влияние процессов с участием частиц газов-добавок на формирование функций распределения по колебательным и вращательным уровням для молекул азота в основном и возбужденных электронных состояниях, а о также для ионов М2 в состоянии 8 Х„. Несколько особняком стоит раздел, посвященный использованию эмиссионной спектроскопии при исследовании электрического пробоя в жидком азоте и коронного разряда в газообразном ~елин.

По мнению оппонента. этот раздел можно было бы исключить из диссертации без ущерба для се содержания. Трао а варил о м и он нента, нв И ла ен а~юани ра«р предсказательные возможности разработанных автором диссертации моделей. Показано, что предложенная кинетическая модель позволяет в согласии с экспериментальными данными рассчитать пе .голько заселенности электронно- колебательно-вращательных состояний молекул азота в положительном столбе разряда постоянного тока и в СВЧ разрядах, возбуждаемых вблизи электрода- антенны или в прямоутольном открытом волноводе и в резонаторе, но и концентрации атомов азота в основном и возбужденных состояниях, а также определить концентрацию электронов и напряженность поля в СВЧ разрядах.

В четвертой главе автор развивает уровневую полуэмпирическую столкновительно-излучательную модель для оптической диагностики газовых разрядов в водороде и для анализа процессов, формируюгцих функции распределения по колебательным и вращательным уровням элекгронных состояний молекул.

Здесь вновь эффективно использовано сочетание экспериментальных методик и кинетических расчетов. Как и для анализа плазмы азота, созданы базы данных., включающие кинетические характеристики элементарных процессов в плазме водорода: наборы скорректированных сечений электронных соударений и констант скоростей процессов с участием тяжелых частиц в основном и возбужденных состояниях.

Обоснованы рекомендации по выбору значений отдельных констант. В рамках уровневой столкновительноизлучательной модели впервые выполнено описание колебательной кинетики молекул водорода, учитывающее процессы с участием молекул в возбужденных синглетных электронных состояниях, установлено влияние процессов с участием этих состояний на формирование функции распределения молекул водорода по колебательным уровням основного электронного состояния. Справедливость моделирования подтверждена сопоставлением результатов расчетов с экспериментальными данными.

Пятая глава посвящена развитию методов диагностики лазерноиндуцированной плазмы, формирующейся при действии импульсов лазерного излучения на мишень из оксида титана ( П02), Приведены результаты исследования плазмы методом эмиссионной спектроскопии в процессе осаждения тонких пленок оксидов титана с испарением материала мишени импульсами излучения лазера на эксимерных молекулах КгЕ. в том числе, при возбуждении в реакгоре высокочастотного разряда в кислороде.

Автор показал, что концентрации электронов, а также функции распределения атомов и ионов титана по возбужденным электронным состояниям. найденные из спектральных данных и путем численного моделирования, хорошо согласуются, что подтверждает справедливость модели. В отдельных экспериментах выявлены факторы, которые влияют на скорость осаждения пленок, их состав и оптические характеристики.

Это, несомненно, представляет практический интерес. В заключении сформулированы основные результаты исследования и положения, выносимые на защиту. В целом диссертация Вячеслава Анатольевича Шахатова отражает очень большой объем экспериментальной и теоретической работы и показывает высокий уровень квалификации автора. Новизна сформулированных в работе научных положений и выводов не вызывает сомнений, Кратко она может быть охарактеризована следующим образом: в диссертации развиты новые уровневые столкновителыю-излучательные модели применительно к оптической диагьюстике низкотемпературной плазмы в азоте и водороде и установлены механизмы процессов, формирующих функции распределения молекул по электронно-колебательным состояниям при различных условиях генерации плазмы. Достоверность и обоснованность основных научных положений и выводов диссертации обеспечены использованием комплекса надежных методов диагностики, анализом их применимости к объектам и условиям исследования, большим набором экспериментальных данных и тщательным анализом их соответствия результатам расчетов в рамках адекватных моделей.

Следует подчеркнуть, что автор постоянно сопоставляет результаты расчетов с экспериментальными данными. полученными не только в диссертационном исследовании, но и опубликованными другими исследовательскими группами. Научно-практическая значимость результатов работы подтверждается тем, .что развитые в диссертации методики и модели используются при изучении свойств плазмы и процессов, протекающих в разрядах посгоянного тока, СВЧ- разрядах, в коронном разряде при криогенных температурах, в плазме электронноциклотронного резонанса, а также в лазерно-индуцированной плазме.

Характеристики

Тип файла PDF

PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.

Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.

Список файлов диссертации