Автореферат (1150470)

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

Текст из файла

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТНа правах рукописиШИШПАНОВ Александр ИгоревичЭкспериментальное исследование явлений,происходящих при пробое длинной разрядной трубкив азоте при низком давлении01.04.08 - физика плазмыАвтореферат диссертации на соискание ученой степеникандидата физико-математических наукСанкт-Петербург2014Работа выполнена в Санкт-Петербургском государственном университетеНаучный руководитель:доктор физико-математических наук, профессорИоних Юрий ЗиновьевичОфициальные оппоненты:Александров Николай Леонидович, доктор физикоматематических наук, профессор, Московский физикотехнический институт, профессор;Кучинский Виктор Владимирович, доктор физикоматематических наук, старший научный сотрудник,Научно-исследовательское предприятие гиперзвуковыхсистем, главный научный сотрудникВедущая организация:Физико-технический институт им.

А.Ф. Иоффе РАНЗащита состоится «__» сентября 2014 года в ____ часов на заседании совета позащите докторских и кандидатских диссертаций Д 212.232.45 на базе СанктПетербургского государственного университета по адресу: 198504, Санкт-Петербург,Петергоф, Ульяновская ул. д. 1, Малый конференц-зал физического факультета.С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке им.

Горького и на сайте:www.spbu.ruАвтореферат разослан «___» ___________ 2014 г.Ученый секретарь диссертационного советаД 212.232.45, доктор физ.-мат. наук_________________________В. С. СухомлиновОбщая характеристика работыАктуальность темыТлеющий разряд при низких давлениях широко применяется в разнообразныхтехнических и технологических приложениях, а также в лабораторной практике приизучении свойств неравновесной плазмы, процессов столкновений в плазме и др.Очень часто при этом используется импульсно-периодический режим работы разряда.В каждом из импульсов разряд проходит через стадию пробоя газа, поэтомувыполнение условий для пробоя является важнейшим фактором существования такойформы разряда.

Процессы, происходящие при пробое, весьма многообразны, и вцелом картина существенно зависит от большого числа факторов, таких, как род газа,его давление, геометрия разрядного промежутка, материал и размеры электродов,амплитуда и форма импульса напряжения. Хорошо известны и широко представленыв научной и учебной литературе два типа пробоя: лавинный (таунсендовский) истримерный. Значительно менее известен и изучен третий вид – пробой,инициируемый волной ионизации.

Этот механизм реализуется в т.н. длинныхразрядных трубках – таких, в которых расстояние между электродами намногобольше их размеров и диаметра трубки. Тлеющий разряд именно в этих трубкахиспользуется в газоразрядных источниках света (люминесцентных лампах) иэлектроразрядных лазерах, а также в лабораториях при исследованиях плазмы.Систематическое изучение пробойных явлений в длинных трубках началосьлишь в конце 80-х годов, главным образом в связи с внедрением в производствокомпактных энергосберегающих газоразрядных ламп. Благодаря применениюсовременной экспериментальной техники, картина пробоя в длинных трубках восновных чертах выяснена. Тем не менее, ряд существенных закономерностейвыявлен далеко не полностью или не изучен совсем. Так, очевидно, что послеокончания разрядного импульса в межэлетродном промежутке остаются заряженныеи возбужденные частицы, которые могут оказывать влияние на следующий пробой(«эффект памяти» разрядного промежутка).

Этот факт подтвержден и изучен, нотолько для коротких (~1 см) разрядных промежутков, в условиях, когда пробой имееттаунсендовский характер. На разряд в длинных трубках, где картина пробояпринципиально иная, эти результаты не могут быть автоматически перенесены. Донастоящего времени не исследовано влияние на характеристики пробоя крутизныфронта напряжения, подаваемого на электроды.

Нет экспериментальных работ, вкоторых изучалась бы связь волны ионизации с характеристиками пробоя и разряда впослепробойной стадии. Отсутствие информации об этих закономерностях делаеткартину развития разряда не полной и препятствует созданию адекватной моделиразряда. Данная работа посвящена получению такой информации, что определяет ееактуальность.3Цель диссертационной работыЦель диссертационного исследования состояла в (1) обнаружении иустановлении физической природы эффекта памяти при пробое длинной разряднойтрубки, (2) нахождении взаимосвязи между эффектом памяти и предпробойнойволной ионизации и (3) выяснении роли волны ионизации в формировании т.н.«темной фазы» (промежутка отсутствия свечения), возникающей в процессеэволюции разряда после пробоя.

Для этого необходимо было решить следующиезадачи. Исследовать электрические и оптические характеристики пробоя в длиннойразрядной трубке в азоте при низком давлении. Найти диапазон условий, при которых наблюдается эффект памяти. Найти зависимость динамического напряжения пробоя от промежутка междуразрядными импульсами и от скорости роста приложенного напряжения.Установить физическую природу эффекта памяти в азоте. Провести диагностику волны ионизации, инициирующей пробой, и найтизависимость ее скорости от напряжения пробоя и параметров импульсов.Выяснить возможность и условия реализации безволнового пробоя. Найти условия существования в азоте эффекта «тёмной фазы» развитияположительного столба разряда, исследовать его закономерности и установитьего природу.Научная новизна1. Измерена зависимость динамического напряжения пробоя от задержкиотносительно предыдущего разрядного импульса для обеих полярностей напряженияи различных значений скорости его роста.

Показано, что в некотором диапазонезадержек напряжение пробоя последующего импульса может превосходитьаналогичную величину для предыдущего.2. Обнаружено, что в некоторых условиях наблюдается убывающая зависимостьдинамического напряжения пробоя от скорости роста напряжения.3. Исследовано влияние эффекта памяти на волну ионизации, инициирующуюпробой в длинной трубке. Обнаружена возможность безволнового пробоя вприсутствии высокой концентрации электронов.4. Измерена скорость волны ионизации одновременно с реализующимсязначением динамического напряжения пробоя.

Установлена корреляционная связьмежду этими величинами.5. Впервые исследован эффект темной фазы развития положительного столбаразряда в азоте. Выяснено, что его механизм связан с наработкой повышеннойконцентрации электронов во фронте ВИ.4Практическая значимость результатов работыРезультаты работы могут быть использованы при проведении исследований иразработке экономичных газоразрядных источников света в длинных разрядныхтрубках, в частности, при выборе оптимального диапазона частоты питающегонапряжения.Положения, выдвигаемые на защиту1. Доказательство сложного характера «эффекта памяти» разрядногопромежутка, который может как облегчать, так и затруднять пробой в длиннойтрубке.2.

Доказательство наличия участка спада на зависимости динамическогонапряжения пробоя от скорости роста подаваемого напряжения.3. Доказательство и нахождение области существования пробоя, неинициированного волной ионизации.4. Доказательство наличия корреляционной зависимости скорости волныионизации от напряжения пробоя.5. Экспериментальное подтверждение существования «темной фазы» развитияположительного столба разряда в азоте, доказательство определяющей роливолны ионизации в её формировании.Апробация результатов работыОсновные результаты настоящей диссертации опубликованы в 2-х статьях ипредставлены в 12 докладах на конференциях и семинарах: XXI Европейскойконференции по атомной и молекулярной физике ионизованных газов (ESCAMPIG),2012, Португалия; VI и VII Международных конференциях по физике плазмы иплазменным технологиям (РРРТ), 2009, 2012, Минск; XXXVI, XXXVIII, XL и XLIМеждународных конференциях по физике плазмы и УТС, 2009, 2011, 2013, 2014,Звенигород; Всероссийских конференциях по физике низкотемпературной плазмы(ФНТП), 2011, Петрозаводск, 2014, Казань; международном семинаре по физикеплазмы, 2011, Грайфсвальд; семинаре «Получение, исследование и применениенизкотемпературной плазмы», 2014, Москва, ИНХС; международных студенческихконференциях «Наука и прогресс», 2012, 2013, СПбГУ; 20-й Всероссийской научнойконференции студентов-физиков и молодых ученых, 2013, Архангельск.Личный вклад соискателяПолучение экспериментальных материалов и их обработка проведены автором.Представленные теоретические оценки и аналитические построения проводилисьавтором, либо при его непосредственном участии.5Структура и объём диссертацииДиссертация представлена на 117 страницах, в том числе 80 рисунках.

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