Диссертация (1097947), страница 40

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

Текст из файла (страница 40)

3, параграф 1.3, глава 1).Возбуждениемолекулярного иона азота N 2 преимущественно происходит в результате процессов (146.0 –146.3, табл. 3, параграф 1.3, глава 1).В [1132] методом ЭС исследуется кинетика электронного состояния B 2 u иона молекулыазота в импульсном ВЧ разряде (27 МГц, подводимая ВЧ мощность 20 – 60 Вт) ипослесвечении в смеси He с добавками N 2 в диапазоне полного давления 0.1 – 1.0 Тор.Приводятся результаты измерений ФРЭЭ, выполненные зондовым методом. Установлено, чтона ранней стадии послесвечения ВЧ разряда (порядка нескольких десятков микросекунд) принебольшом содержании азота в смеси He  N 2 (  0.2 – 5 %) процесс пеннинговской ионизации(2.3.0) с участием He  23 S  и N 2  X 1g , v  доминируют в образовании N 2  B 2u , vBi  .

Процессыперезарядки с участием атомарного He и молекулярного He2 ионов гелияHe  N2  X 1g , v   He  N2  B 2u  , (2.3.1)He2  N2  1g , v   He  He  N 2  B 2u  , (2.3.2)необходимо учитывать в кинетике N 2  B 2u , vBi  на более поздней стадии послесвечения ВЧразряда. ФРКУ vBi = 0–4 иона молекулы азота в возбужденном состоянии B 2u подчиняетсяраспределению Больцмана. Для высоких уровней vBi = 5 – 8 она заметно отклоняется отраспределения Больцмана. Измеренные ФРКУ молекулы азота в основном состоянии X 1 gтакже заметно отличаются от распределения Больцмана.

Это согласуется с результатами работ[394, 1331]. Значение колебательной температуры Tv  X 1g  составляет 4100 К.При значительном содержании молекулярного азота в смеси процессы (110.0, 110.1,111.0, 113.0, 120.0, 146.4, 147.0, табл. 3, параграф 1.3, глава 1) с участием электронов,N 2  X 1g , v  и молекул азота в возбужденных состояниях Y  A3u , W 3u , a1u , a1 g , нарядус процессами (2.3.1 и 2.3.2) могут давать заметный вклад в кинетику образования и гибелиN 2  B 2u , vBi  .Работы [1247, 1333] посвящены развитию метода определения концентрации атомовазотаиисследованиямпроцессов,формирующихраспределениязаселенностейпоколебательным уровням в возбужденных состояниях C 3 u молекулы азота и B 2u ионамолекулы азота, в послесвечении ВЧ разряда в смесях He  N 2 . В [1333] установлено, что приполном давлении 0.2 Тор смеси He  N 2 распределения заселенностей N 2 и N 2 по203колебательным уровням в данных состояниях заметно отклоняются от рассчитанных поформулеБольцмана.ЗначениеTv  X 1g  ,определенноеизобработкиспектровN2  C 3u  B3 g  , может достигать 104 К.Результаты определения колебательной температуры Tv  X 1g  основного состоянияX 1 g молекулы азота, приведенные в [1325, 1326, 1327, 1331, 1332], в отличие от [394, 1333],удовлетворительно согласуются с результатами её прямых измерений, выполненных методамиспектроскопии КАРС, абсорбционной спектроскопии и КРС в газовых разрядах в азотеразличного типа (таблицы 1 и 2, параграф 1.1, глава 1).

Измеренные значения колебательнойтемпературы Tv  X 1g  лежат в диапазоне 2400 – 5500 К. Приведенные в [394] и [1333] высокиезначения Tv  X 1g  , лежащие вне данного диапазона, представляются сомнительными.Работа [1194] посвящена исследованиям возможности определения Tg в ПС ТРПТ всмеси He  N 2 (при полном давлении 0.5 и 1 Тор) из обработки спектров излучения методомамплитуд интенсивности полос, соответствующих секвенциям v  +2 и +3 N2  C 3u  B3 g и v  0 N2  B 2u  X 2g  . В условиях, при которых время релаксации ЭКВ уровнейсостояний C 3 u молекулы азота и B 2u иона молекулы азота превышает время жизни данныхсостояний, для измерений поступательной температуры в ПС ТРПТ рекомендуетсяиспользовать переход (2-0) секвенции v  +2 N2  C 3u  B3 g  .

Значение температуры,определенное с использованием перехода (0-0) секвенцииv  0N2  B 2u  X 2g  ,оказывается систематически завышенным, приблизительно, на 150 К.Результаты исследований влияния кинетических процессов с участием атомов гелия имолекул азота в метастабильных состояниях на распределения заселенностей по ЭКВ уровнямсостояния B 2u в диэлектрическом барьерном разряде атмосферного давления приведены в[1166]. Установлено, что в спектре испускания НТП, кроме атомных линий гелия имолекулярных полос N 2 и N 2 , также присутствуют молекулярные полосы молекул NO и OH .Вращательные температур, измеренные в микроканалах разряда и соответствующие ЭКВуровням состояний C 3 u молекулы азота, NO и OH совпадают в пределах погрешности изаметно отличаются от полученной из обработки спектров N2  B 2u  X 2g  .

Наблюдаемаяразница в значениях температур объясняется различием в кинетике образования N 2  B 2u  и204излучающих состояний молекул N 2 , NO и OH : образование N 2  B 2u  происходит, главнымобразом, в результате быстрой реакции пеннинговской ионизации (2.3.0), а их гибель врезультате радиационного распада (147.0, таблица 3, параграф 1.4, глава 1); образованиеизлучающих состояний молекул N 2 , NO и OH обусловлено более медленными процессами сучастием молекул азота в метастабильном состоянии A3u .Исследования эмиссионных спектров коронных разрядов, инициируемых междузапитанным острием и заземленной плоскостью, погруженной в воду, при атмосферномдавлении и сверхзвуковом потоке выполнены в [1165] и [1334], соответственно. Результатыспектральных исследований в коронном разряде сходной геометрии в гелии при давлениисвыше атмосферного с малыми добавками молекулярного азота представлены в [1140].Рис.94. Установка для спектральных исследований положительного столба ТРПТ всмесях азота с гелием.Работы [1335, 1336] посвящены исследованию пространственного распределенияинтенсивностей излучения в смеси атомарного гелия (99.5 – 97.5 %) с малыми добавкамимолекулярного азота (0.5 – 2.5%) и определению поступательной температуры в факельномСВЧ разряде атмосферного давления (2.45 ГГц, подводимая СВЧ мощность 600 Вт).205Поступательная температура определяласьметодом относительныхинтенсивностей сиспользованием разрешенной R  ветви перехода (0-0) N2  B 2u  X 2g  .В[1337]приведенырезультатыспектральныхисследованийсильноточногосамостоятельного нормального тлеющего разряда при атмосферном давлении.В [1338] выполнены исследования влияния примесей на значения вращательныхтемператур молекул - термометров OH , NH и N 2 в СВЧ разряде, возбуждаемого впрямоугольном резонаторе (на частоте 2.45 ГГц, при подводимой СВЧ мощности от 5 до 500Вт) в гелии при атмосферном давлении.

Установлено, что контролируемые малые добавки N 2 ,O2 , H 2O , CO2 и Cn H m заметно влияют на результаты определения вращательной температурыпо спектрам излучения OH , NH и N 2 . Для определения поступательной температуры в СВЧразряде авторы рекомендуют использовать переход (0–0) OH  A3  X 2  OH  радикала.В [1339–1363] исследованы: спектры люминесценции молекул N 2 , ионов N 2 ирадикалов CN в газовой фазе при криогенных температурах (10 – 180 К) в условиях высокойконцентрации атомов гелия (  1019 см-3) в послесвечении ВЧ разряда; формированиеспектральногосоставапослесвеченияприэнергообменемеждуквазирезонанснымиколебательными уровнями излучающих электронных состояний молекул; образование частиц втвердой фазе при инжекции в сверхтекучий гелий продуктов послесвечения ВЧ разряда в смесиHe  N2 .В [1364] приведены результаты исследования барьерного диэлектрического разрядаатмосферного давления при криогенных температурах в смесях гелия с воздухом,охлаждаемого в диапазоне от комнатной температуры до температуры жидкого азота.Установлено, что величина напряжения пробоя зависит от режима охлаждения разряда.В[1365]методамиЭСиоптическойвизуализацииисследованбарьерныйдиэлектрический разряд атмосферного давления при криогенных температурах и атмосферномдавлении, охлаждаемый в диапазоне от комнатной температуры до температуры жидкого азота.Из обработки спектров второй положительной системы азота методом неразрешеннойвращательной структуры определена газовая температура в разряде.В [1366, 1367] приведены результаты исследований спектрального состава излучениякриогенной плазмы в гелии с малым содержанием азота при атмосферном давлении,охлаждаемой в диапазоне от комнатной температуры до температуры жидкого азота.Установлено, что спектральный состав и интенсивности излучения атомов гелия и ионамолекулы азота в возбужденных состояниях зависят от режима охлаждения.206Методами электрофизических измерений и ЭС, в [1368], исследована криогеннаямикроплазма при атмосферном давлении в диапазоне температур от комнатной до 5 К.Температура (13 – 2 эВ) и концентрация (109 – 1012 см-3) электронов оценена из измеренийвольт - амперных характеристик.

Газовая температура (5–300 К) определена по спектрамизлучения второй положительной системы азота методом неразрешенной вращательнойструктуры. Установлено, что температура электронов уменьшается, а концентрация электроновувеличивается с уменьшением газовой температуры в разряде.В [1369] приведены результаты исследований электрического пробоя в разрядахпостоянного тока в газообразном и сверхтекучем жидком гелии.Таким образом, в подавляющей части работ основное внимание уделялось определениюпоступательной температуры, колебательной температуры основного состояния молекулыазота, исследованиям кинетики формирования ФРВУ и ФРКУ N 2 в состоянии C 3 u и N 2 всостоянии B 2u в НТП различных газовых разрядов. Однако спектральный состав излученияисследован не достаточно, чтобы корректно выполнить селекцию атомных линий имолекулярных полос для оптической диагностики НТП в смесях He  N 2 .

Экспериментальныеданные о структуре распределения заселенностей N 2 по колебательным уровням vB всостоянии B3 g в НТП в смесях He  N 2 отсутствуют.В настоящем параграфе диссертации исследуется влияние компонентного состава НТПна параметры ПС ТРПТ и приэлектродной области неоднородного СВЧ разряда в смесиHe  N2 . Сопоставляется спектральный состав излучения этих разрядов, а также значения Tg ,ФРВУ и ФРКУ молекул азота в состояниях C 3 u и B3 g , иона молекулы азота B 2u .Схема экспериментальной установки для спектральных исследований ПС ТРПТ [564–577, 1114, 1142–1148, 1150, 1151] в протоке смеси He  N 2 приведена на рис.

Характеристики

Список файлов диссертации